多无人机系统编队控制综述

多无人机系统编队随着战场环境变化将成为对空作战主要形式,分析了多无人机编队控制优势,给出了目前编队常见的几种形式,研究了多无人机系统编队控制的方法,对leader-follower法、基于行为的队形控制、虚拟结构法(virtual structure)进行了综述。将无人机编队控制方法按照通信方式分为集中式控制、分散式控制和分布式控制。指出一致性分布式控制与编队控制的相辅相成关系,并对多无人机编队后续研究作出了展望。     

基于地面测控的无人机编队飞行控制系统

针对某型无人机,进行了地面测控系统的设计,从硬件和软件上对此测控系统进行了描述。在测控的基础上,加入了多无人机的编队飞行控制系统,采用线性控制理论设计了队形保持控制器,通过仿真验证了控制系统的可行性与控制效果。     

时间协同多无人机编队航迹规划

传统导弹武器科研实验时采用单无人机供靶的方式,在空域、人力资源紧张的条件下系统完备性差,同时也难以适应新型抗多目标武器科研实验的需求。因此,提出了一种基于时间协同的无人机编队航迹规划,将整个无人机编队飞行系统分为单机航迹规划层、实时在线多机协同规划层,单机航迹规划层采用基于Dubins的几何规划算法,并输出每架无人机4条可飞行路径至多机规划层,实时在线多机规划层采用基于路径长度最短、时间最小的最优算法解算出每架无人机的最优路径以及飞行速度,并提出绕圈等待他机的控制策略。仿真结果表明,使用该方法控制的多无人机系统能实现同一时刻到达各自的指定目标点的任务,即完成时间协同。     

基于元胞遗传算法的多无人机编队集结路径规划

针对多无人机编队集结路径规划问题,提出了基于元胞遗传算法的单机航迹规划方法,设置了基于时间约束的速度代价,在此基础上,提出了基于时间协同和防碰撞的多机编队集结策略。仿真结果表明,算法搜索成功率高、稳定性好,得到的多条路径满足无人机性能约束、时间协同性和安全性要求。     

基于速度矢量场的无人机编队防碰撞控制方法

多无人机编队飞行过程中,无人机既要跟随领航者飞行,又要能够避免无人机的机间碰撞。以leader-follower编队和速度矢量场为基础,采用双向通信的信息交互拓扑结构,设计了无人机编队的自主防碰撞控制方法。设计了系统牵引速度和规避威胁速度,依照编队系统中每架无人机的优先级引入速度分量可调参数,动态调整合速度中每个分速度的比例,以保证编队中每架无人机能够躲避其他无人机,同时按照正确的航迹运动。完成了速度矢量场建模,搭建仿真验证平台,验证该方法的可行性。     

多无人机编队飞行硬件在环测试平台系统的研究

为了能够验证基于各种智能算法所设计出的多无人机近距耦合编队飞行控制器的工作性能,研制了一套新的、低成本的硬件在环测试平台系统,由基于DSP技术的飞行控制子系统、基于Statemate技术的飞行控制子系统虚拟原型机和地面测试子系统组成,并阐述了各子系统的硬软件结构及其关键技术.最后,利用该测试平台,对所研究的多无人机编队飞行模型和编队飞行控制器进行了测试.试验结果表明,该测试平台系统可以测试编队控制器在不同条件下对无人机编队飞行的控制效果,同时也可通过该平台来进一步证明所研究的编队飞行控制系统相关理论算法的正确性和有效性.     

一致性理论优化无人机集群编队控制

针对非线性、强耦合特性的无人机集群系统在达到期望稳态队形时速度缓慢而影响作战效率的编队控制问题,提出多智能体一致性理论优化的无人机分布式编队控制算法.算法首先基于一致性理论建立了无人机集群的二阶离散模型,并设计了模型的分布式控制协议,解决了具有非线性特性无人机集群的分布式编队问题;然后通过理论分析和推导,得到了实现期望...     

考虑内部避碰的多无人机有限时间环形编队控制

针对多无人机系统利用有限时间环形编队算法执行环形编队任务时易发生碰撞这一问题,提出一种基于改进人工势场法的多无人机有限时间环形编队控制算法,引入一组与障碍物移动方向垂直的辅助势场,避免了多无人机在快速编队过程中发生内部碰撞,并解决了传统人工势场法易陷入局部最优解的问题.为验证本文算法的有效性,在无人机初始位置、势场影响...     

四轴无人机群协同控制系统的开发

四轴无人机具有机动性强、移动效率高的特点,现正被越来越多的行业拓展其应用,但同时也暴露了单架无人机的局限性。为解决单架无人机的功能局限、工作效率低的问题,现基于生物集群行为与机器人学开发四轴无人机群的协同控制系统,实现良好的群体配合,有助于提高无人机的工作效率以及增加更多的可作业种类。     

四旋翼无人机的编队飞行控制系统设计

为了解决单架无人机执行任务效率低,安全冗余差等问题设计了一种基于GPS的无人机编队飞行控制系统。无人机端主控芯片采用STM32F427搭载Nutt X嵌入式操作系统,保证了姿态解算、姿态控制、导航、通讯等复杂任务的实时有序执行。使用ZigBee通讯模块、MAVLink通信协议搭建无线通讯链路,并解决了多节点之间的通讯以及通讯冲撞问题,实现了无人机之间、无人机和地面站的稳定通讯。在地面站端对各架无人机位置的检测,并在此基础上使用编队算法实现多架无人机的三角形、直线等阵形的编队飞行。实验表明,该系统能有效的实现多无人机的编队飞行控制。     

基于机器人技术的卷板喷标系统设计

针对卷板生产过程中产品标识存在错误率较高的问题,在对目前多数卷板生产企业实际工况及采用的标识方法进行分析的基础上,研究开发了一套基于机器人技术的自动卷板喷标系统。根据现场要求,提出了机器人卷板喷标系统的总体方案,对喷标系统硬件及软件进行了设计,对机器人选型、信息交互以及字符的形成过程等关键问题进行了分析。研究结果表明,基于机器人技术的自动卷板喷标系统既能提高卷板产品标识的准确性及质量追溯的成功率,又能降低劳动强度,同时提高标识规范性,为后期的仓储及管理自动化提供技术保障,有较大的推广应用价值。     

运用Matlab的排爆机器人手爪优化设计

讨论一种排爆机器人手爪的设计方法,该手爪采用普通圆柱蜗轮蜗杆机构传动。为减小手爪自重,以手爪传动机构体积最小为目标函数,以强度、几何参数等要求为约束条件,建立相应的数学模型,以Matlab为求解平台进行优化设计,给出操作步骤,并求得最优化尺寸,在保证手爪功能的前提下,减轻手爪的自重,达到优化的目的。     

基于无线通信公网的移动机器人远程监控系统

目前的移动机器人远程监控系统中,普遍采用的无线以太网通信方式存在着网络覆盖范围较小的不足。为了弥补这一点,本文提出并实现了一种利用无线GPRS/CDMA公共通信网络架构远程监控系统的扩展方法。该方法具有组网成本低、不受距离限制等优点,适用于移动机器人的大范围远程监控。文中对GPRS/CDMA无线应用的内网联网组网方案和基于Linux操作系统的接入方式进行了讨论,并通过实验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于图形编程技术的服务机器人人机交互系统的研究

人机交互技术是服务机器人中的一项关键技术。本文就人机交互系统的概念、研究现状进行了阐述。结合HRDY服务机器人介绍了基于图形编程的人机交互系统设计思想，分析了图形编程与直接操作人机交互方式、面相对象程序设计方法之间的联系。给出了一种具体的人机交互界面。     

基于章鱼吸附机理的爬壁机器人吸附技术

章鱼吸盘具有较强吸附力和较低的能量消耗,其吸附机理对爬壁机器人吸附技术具有重要的借鉴作用。主要论述章鱼的吸盘结构和吸附机理,为研究学者提供了章鱼吸附的基础理论,促进中国爬壁机器人吸附技术的研究与发展。     

基于VB的智能机器人通讯软件的开发

以ET－18机器人为例，阐述了一种利用VB来实现机器人与PC通讯的设计方法，介绍了从通讯原理，接口设计到软件开发的整个过程。该软件操作简单，使用方便，得到了良好的应用。     

同时测试火工品输出多参量的爆发器研究

在目前火工品输出性能评价中,分别采用密闭爆发器和推力台架来测试火工品的p-t曲线和F-t曲线。再依据两类曲线特征评价火工品做功的能力。本文提出并设计了一种专用爆发器,同时具有密闭爆发器和推力台架功能,能够同时测试火工品爆炸或燃烧后输出的多个参数,并介绍了采用该装置组成的火工品输出多参数测试系统。     

基于UML建模的喷涂机器人控制系统的设计

为了提高喷涂机器人控制系统的可靠性和可维护性，提出了一种针对喷涂机器人控制系统的分析与建模方法。建模过程分为三个步骤：首先应用UML用例图，对啧涂机器人控制系统进行描述；然后应用UML类图建立喷涂机器人控制系统各部分的静态模型；最后通过分析系统工作流程，得出喷涂机器人控制系统的动态模型，在喷涂机器人控制系统软件开发过程中验证了该建模方法的可行性。     

软件机器人技术在系统开发中的应用

软件机器人是模拟操作员操作的程序。只要编制组合程序控制软件机器人改变组合软件包间输入／输出走向，就可将现有的多种软件包组合起来建立新的系统。软件机器人大大简化了系统开发。     

基于nRF2401实现远距离高速无线通信方案

从应用的角度出发,阐述了nRF2401单片无线收发一体芯片的功能和特点。给出了利用nRF2401单片无线收发一体芯片实现远距离高速无线通信的电路实现方案,并提供PCB设计施工过程中的一些建议。