多无人平台协同作业理论及方法研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:AFI123456
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随着科学技术的和控制理论的发展,无人系统的智能性和实用性也得到了提升,涌现出了一批智能化的无人系统。根据作业空间分类,无人系统可以分为无人机、无人车和无人艇等。尽管无人作业系统已经应用到各种领域,但是随着执行任务的复杂性不断增加,单个无人系统体现出无法克服自身局限性、灵活性差、能力差、效率低等缺点,因此多无人平台协同作业系统逐渐成为无人系统发展的主要趋势。本文首先对多无人平台协同作业的国内外研究现状和意义进行了详细的概述,并对研究的关键技术进行了总结。其次,对多无人平台协同作业理论进行了深入研究,主要包括多无人平台协同作业的体系结构和通信方式等。基于分层式体系结构理论,本文对多无人平台协同作业体系结构进行了深入研究。再次,针对多无人平台协同作业系统搭建了实验平台。平台组成包括:空中四旋翼无人机、地面无人车辆、通信系统、以及PC端控制和显示软件。然后,对四旋翼的控制进行了数学建模,提出了基于模糊自适应PD的控制方案,并进行了仿真实验。仿真实验结果说明,模糊自适应PD控制能够更好的适应于四旋翼无人机的飞行控制。此外,还对地面无人小车进行了数学建模,给出了控制策略,并验证了PC机对地面无人车辆的集中控制和单独控制。最后,提出了一种新颖的多无人平台协同避障方案和一种地面多无人车的直线编队算法。对直线编队算法进行了仿真实验,验证了直线编队算法的有效性和可执行性。对协同避障进行了实验,该实验可以划分成三个过程:图像获取,图像处理和动作执行。
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