多個(gè)無(wú)人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicles,UAV)組成的機(jī)器人系統(tǒng)在執(zhí)行大范圍的偵察探測(cè)、安全巡檢和災(zāi)后搜救等任務(wù),比單個(gè)結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜的飛行器更為有效。但是鑒于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的復(fù)雜性,對(duì)UAV群進(jìn)行全自主控制是很難實(shí)現(xiàn)的。目前比較可行和有效的解決方案是采用半自主的控制方式,在操作員的監(jiān)督或輔助控制下完成復(fù)雜任務(wù),即多UAV雙邊遙操作控制。本文針對(duì)多UAV雙邊遙操作系統(tǒng),以UAV雙邊遙操作通道的建立、能量?jī)?yōu)化一致性編隊(duì)控制以及多UAV協(xié)作搬運(yùn)控制方法為重點(diǎn)展開(kāi)一系列研究。首先研究了面向UAV系統(tǒng)的雙邊遙操作系統(tǒng)控制框架。在該框架中,首先利用了位置-速度工作空間映射解決了主從端機(jī)器人動(dòng)力學(xué)、工作空間和自由度嚴(yán)重不匹配的問(wèn)題。其次,針對(duì)主從端以及從端UAV主體之間的時(shí)變時(shí)延,提出了阻尼介入P-like控制器,保證了時(shí)延雙邊遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時(shí)利用Lyapunov-Krasovskii函數(shù)分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,得到了線性矩陣不等式條件下的時(shí)滯相關(guān)穩(wěn)定性判據(jù)。該控制框架建立了UAV雙邊遙操作通道,同時(shí)解決了UAV雙邊遙操作系統(tǒng)非對(duì)稱時(shí)變時(shí)延的控制問(wèn)題。其次,提出了多UAV編隊(duì)導(dǎo)...

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1生物界部分生物群集行為

圖1-1生物界部分生物群集行為多智能體系統(tǒng)是由多個(gè)具備通信和感知能力的智能體組成的組或集合。它研究了多個(gè)智能體之間的協(xié)作機(jī)制，從而協(xié)同解決問(wèn)題或任務(wù)。近年來(lái)，多UAV系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，包括搜索與地圖構(gòu)建、交通控制、重型或大型負(fù)載運(yùn)輸、災(zāi)后搜救空間和海洋探索等等。多....

圖1-2群智能UAV系統(tǒng)

(c)SwarmingCoordination圖1-2群智能UAV系統(tǒng)系統(tǒng)是指由多個(gè)具有一定智能的UAV經(jīng)過(guò)相互協(xié)系統(tǒng)中，單個(gè)UAV具有一定的自治能力，可資搬運(yùn)、大范圍監(jiān)控等一些具體的復(fù)雜任務(wù)，此，多個(gè)UAV進(jìn)行相互協(xié)作，可以提高完成類的劃分，協(xié)作U....

圖1-3同構(gòu)/異構(gòu)協(xié)作UAV系統(tǒng)

將兩者優(yōu)勢(shì)相結(jié)合的異構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)具有更加廣闊的應(yīng)用前景。如圖1-3(c)所示為美國(guó)佐治亞理工學(xué)院搭建的多UAV協(xié)同地面車隊(duì)護(hù)衛(wèi)平臺(tái)[18]，其中包括輪式機(jī)器人和UAV，UAV檢查規(guī)劃路徑上的潛在危險(xiǎn)，為地面輪式機(jī)器人編隊(duì)提供護(hù)航保護(hù)。如圖1-3(d)所示為比利時(shí)布魯塞爾....

圖1-4模塊化自重構(gòu)UAV系統(tǒng)

態(tài)的自主運(yùn)動(dòng)UAV系統(tǒng)。除了常規(guī)驅(qū)動(dòng)，通常外，自重構(gòu)UAV還能夠通過(guò)重新布置其部件、執(zhí)行新任務(wù)或者恢復(fù)不同形狀免受碰撞。在是瑞士蘇黎世大學(xué)研制的分布式飛行陣列[20]的模塊化機(jī)器人，可以采用任何結(jié)構(gòu)形狀。雖身從地面抬離，但是類似直升機(jī)沒(méi)有尾翼的情將這些單元組合在一起時(shí)，它....

本文編號(hào)：4050993