多旋翼无人机智能编队算法研究与仿真验证

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 智能体编队控制的研究现状

1.2.1 无人机编队研究现状

1.3 多旋翼无人机编队存在的主要问题

1.4 本文研究内容及章节安排

第二章 总体设计

2.1 多旋翼无人机飞行控制原理

2.1.1结构

2.1.2飞行原理

2.1.3 多旋翼无人机姿态

2.1.4 多旋翼无人机数学模型

2.1.5 PID控制器

2.2 总体框架设计

2.2.1 系统框架

2.2.2 智能体控制流程

2.3 本章小结

第三章 多旋翼无人机流场分析及队形要求

3.1 多旋翼无人机流场分析的意义

3.2悬停状态下流场仿真与试验

3.2.1 流场仿真

3.2.2 流场试验验证

3.2.3 不同运动状态的边界条件设置

3.2.4 不同运动状态的流场仿真分析

3.2.5 其他多旋翼无人机流场

3.3多旋翼无人机密集编队时的气动影响

3.4队形要求

3.4.1 松散编队的队形要求

3.4.2 密集编队的队形要求

3.5 本章小结

第四章 目标空域点自主选择模块算法研究

4.1 松散队形的目标空域点选择算法

4.1.1 旋翼无人机多目标空域点匹配数学模型

4.1.2 匈牙利算法

4.1.3 多旋翼无人机目标空域点匹配问题分析

4.1.4 多旋翼无人机目标空域点匹配问题的算法

4.1.5 算法求解对比

4.1.6 松散队形目标空域点选择算法结论

4.2 密集队形的目标空域点选择算法

4.2.1 基于单一位置关系的目标空域点匹配方法

4.2.2 重心扫描法

4.2.3匈牙利算法进行匹配选择的方法

4.2.4改变参数的匈牙利算法进行队形补充和局部调整

4.2.5 密集队形目标空域点选择使用算法流程

4.2.6 密集队形目标空域点选择使用算法结论

4.3 本章小结

第五章 动作决策模块算法研究

5.1 基于位置的动作决策算法

5.1.1 基于模糊逻辑的动态环境模型

5.1.2 动作决策

5.1.3 程序流程

5.1.4 算法仿真

5.1.5 基于位置的动作决策方法总结和评价

5.2 基于距离的动作决策方法

5.2.1整体分析和硬件选择

5.2.2 升降动作的决策

5.2.3 偏航动作的决策

5.2.4 俯仰和横滚运动的决策

5.2.5 速度的控制

5.2.6 同层编队决策控制仿真

5.2.7 基于距离的动作决策方法总结和评价

5.3 本章小结

第六章 系统硬件搭建

6.1 编队及飞行控制模块

6.1.1 设备介绍

6.1.2 环境搭建

6.2 多旋翼无人机平台动力系统的搭建

6.2.1 硬件选用

6.2.2 硬件的组装

6.2.3 动力系统测试

6.3 超声波测距模块

6.3.1 超声波传感器

6.3.2 模块搭建

6.3.3 无人机上的安装及使用

6.4 通信模块

6.4.1 基于4G的位置上报

6.4.2 基于4G的位置和命令读取

6.5 本章小结

第七章 仿真与验证

7.1 仿真软件的使用

7.1.1仿真软件介绍

7.1.2 仿真流程设置

7.2 基于位置编队算法的仿真验证

7.2.1 单架无人机飞行仿真

7.2.2 稀疏队形编队仿真

7.2.3 密集队形编队仿真

7.2.4 基于位置的队形编队仿真结论

7.3 基于距离编队算法的仿真验证

7.3.1 单架无人机飞行仿真

7.3.2 稀疏队形编队仿真

7.3.3 密集队形编队仿真

7.3.4 基于距离的队形编队仿真结论

7.4 本章小结

结 束 语

1、本文主要工作

2、本文创新点

3、存在的问题及展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果