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舰载无人机编队控制技术研究

黄舒竑  
【摘要】:无人机编队因其具备的独特优势,正成为各国竞相研究的热点。而与一般无人机编队相比,舰载无人机在起飞、返航等诸多环节都有其独特的难点。本文针对这些舰载无人机编队的技术特点,从起飞、编队飞行以及返航等三个方面进行了深入研究,设计了适合舰载无人机编队的组织策略与流程,编队控制系统等,对舰载无人机编队实现具有一定的参考价值。首先,将起飞阶段分为甲板上的出动段、起飞后的等待集结段以及编队队形构建段三个阶段。在甲板上的出动阶段基于T-Petri网模型设计了舰载无人机舰面调动流程,并进行了仿真验证。在等待集结段设计出了一种分时转弯田径圆的等待航线。而在队形构建阶段给出了从集结段状态到编队状态的飞行线路策略。其次,在舰载无人机编队飞行阶段,设计了几种常见的队形之间的变换策略,并引入了Dubins航路概念,使得舰载无人机在航路计划时可以兼顾方向与路线。再次,在舰载无人机编队的返航阶段,参考舰载有人机马歇尔等待航线,考虑编队中的每架无人机相互之间的着舰时间差,设计了适用于舰载无人机的马歇尔等待航线。此外,还对着舰时可能的复飞情况设计了复飞情况下的等待航线,保证了舰载无人机着舰过程的安全有序。最后,设计了舰载无人机带时间约束的编队飞行的控制系统。并进行了仿真验证。通过仿真分析对比,验证了本文设计的舰载无人机编队飞行组织策略、飞行航线及编队控制系统的可行性。


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