多飛行器協(xié)同航路規(guī)劃與編隊(duì)控制方法研究.pdf

1、多飛行器協(xié)同任務(wù)規(guī)劃是目前世界各國(guó)研究的重要內(nèi)容之一,特別是在軍事領(lǐng)域,多飛行器協(xié)同航路規(guī)劃和編隊(duì)控制是其重要組成部分。其實(shí)質(zhì)就是通過(guò)運(yùn)用一些優(yōu)化算法、決策技能和智能計(jì)算等方法,充分利用多飛行器協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的有利之處,使多個(gè)飛行器協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的總效能大于每個(gè)飛行器單獨(dú)執(zhí)行任務(wù)效能的總和。該文主要研究了以上兩個(gè)部分,開(kāi)展了以下工作:
　　1、針對(duì)航路規(guī)劃問(wèn)題,重點(diǎn)分析研究了Voronoi圖和Dijkstra搜索算法。首先根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境

2、中威脅點(diǎn)的位置,構(gòu)建了戰(zhàn)場(chǎng)威脅的Voronoi圖,從而得到了飛行器搜索航跡的集合,對(duì)集合中的折線(xiàn)進(jìn)行了修正,使其滿(mǎn)足飛行約束條件。在此基礎(chǔ)上建立了出發(fā)點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)以及威脅源的賦權(quán)有向圖,并采用Dijkstra搜索算法搜索到所有航跡中威脅和路程的綜合值最小的航跡,即可行的最優(yōu)航跡。運(yùn)用以上方法找到的航跡更貼近于飛行器飛行的實(shí)際航跡。
　　2、針對(duì)飛行器編隊(duì)航路規(guī)劃問(wèn)題,對(duì)K優(yōu)算法進(jìn)行了分析研究并做了改進(jìn)。根據(jù)賦權(quán)有向圖,運(yùn)用Dijks

3、tra搜索算法建立了所有節(jié)點(diǎn)之間的路徑樹(shù),結(jié)合出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn),構(gòu)建了飛行器飛行航跡庫(kù),得到了前K條飛行航跡,以便飛行器之間進(jìn)行協(xié)同任務(wù)時(shí),對(duì)飛行航跡地選取。
　　3、針對(duì)飛行器編隊(duì)隊(duì)形保持控制問(wèn)題,運(yùn)用最優(yōu)控制理論方法和“領(lǐng)航-伴航”思想設(shè)計(jì)了多飛行器的編隊(duì)隊(duì)形保持控制器。根據(jù)仿生學(xué)原理,研究了編隊(duì)隊(duì)形動(dòng)態(tài)調(diào)整方法,設(shè)計(jì)了飛行器常用編隊(duì)隊(duì)形。
　　4、最后進(jìn)行了數(shù)值仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明:采用上述方法可以精確地得到最優(yōu)航跡,