无人机协同飞行控制试验系统设计与验证

123456aa · 发表于 2022-4-29 19:02:52

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多飞行器协同编队控制技术是现代高技术武器战争中的关键技术和发展方向，通过协同编队可以提高飞行器的突防能力，电子侦察与对抗能力，实现对目标的饱和攻击，达到协同作战的目的。为了有效验证多飞行器的协同编队控制技术，本文以无人机编队为研究对象，基于编队控制技术，嵌入式系统技术，无线自组织网络技术和协同航路规划技术，构建了无人机协同飞行控制试验系统。论文的研究内容包括：1、无人机协同编队系统体系结构研究。无人机协同编队系统包括编队控制系统，无线自组网系统和协同航路规划系统。编队控制系统主要从编队飞行控制和编队队形形成与控制两个方面来加以阐述。然后分别从网络拓扑结构，节点结构和组网协议三方面对无线组网系统进行了分析，最后对协同航路规划系统进行了介绍。2、无人机协同编队半实物试验系统的设计与验证。首先确定了协同编队半实物试验的系统总体方案，并介绍了系统组成，采用真实三轴转台并结合OpenGL虚拟仿真技术，构建了无人机仿真节点；采用XTend无线数传电台构建了无线自组网系统；利用多台仿真计算机进行无人机飞行的仿真与航迹监控显示。接下来对试验系统进行了算法设计，采用已成熟应用的最优二次型方法进行无人机的飞行控制，利用基于行为的Leader-Follower方法设计了编队控制算法，最后对试验系统进行了仿真验证。3、无人机协同编队物理试验平台设计与试飞验证。首先提出了编队物理实验系统总体方案。系统组成包括油动无人机航空模型，无线自组网络，编队控制模块以及地面监控站。接着以嵌入式技术为依托，进行系统软件设计，由于试验无人机难以准确建模，故采用了工业控制中广泛应用的PID控制方法实施无人机控制，同时采用简单的Leader-Follower方法实现编队控制，最后进行了实际试飞验证工作。

无人机协同飞行控制试验系统设计与验证

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