多無人機(jī)智能自主協(xié)同控制

目錄
編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 多無人機(jī)智能自主協(xié)同控制基本概念 2
1.2 多無人機(jī)智能自主控制研究現(xiàn)狀 4
1.2.1 國內(nèi)外研究項(xiàng)目概述 4
1.2.2 多無人機(jī)任務(wù)決策 12
1.2.3 多無人機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 15
1.2.4 多無人機(jī)編隊(duì)控制 17
1.2.5 多無人機(jī)故障診斷與容錯(cuò)控制 20
1.2.6 多無人機(jī)通信組網(wǎng) 22
1.3 多無人機(jī)智能自主協(xié)同控制難點(diǎn)分析 26
1.4 撰寫特點(diǎn)和內(nèi)容安排 28
1.5 小結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 30
第2章 無人機(jī)模型 39
2.1 坐標(biāo)系與狀態(tài)變量 39
2.1.1 坐標(biāo)系 39
2.1.2 描述三種典型無人機(jī)的狀態(tài)變量 41
2.1.3 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 43
2.2 固定翼無人機(jī)模型 46
2.2.1 固定翼無人機(jī)質(zhì)心平動(dòng)模型 46
2.2.2 固定翼無人機(jī)繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)模型 48
2.3 單旋翼無人機(jī)模型 52
2.3.1 單旋翼無人機(jī)質(zhì)心平動(dòng)模型 52
2.3.2 單旋翼無人機(jī)繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)模型 54
2.4 四旋翼無人機(jī)模型 56
2.4.1 四旋翼無人機(jī)質(zhì)心平動(dòng)模型 56
2.4.2 四旋翼無人機(jī)繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)模型 58
2.5 小結(jié) 60
參考文獻(xiàn) 60
第3章 多無人機(jī)任務(wù)決策 61
3.1 多無人機(jī)集中式任務(wù)決策 61
3.1.1 問題描述 61
3.1.2 面向全局任務(wù)收益的多無人機(jī)集中式任務(wù)決策 62
3.1.3 面向任務(wù)優(yōu)先級(jí)的多無人機(jī)集中式任務(wù)決策 74
3.2 多無人機(jī)分布式任務(wù)決策 88
3.2.1 類腦智能算法 89
3.2.2 問題描述 92
3.2.3 基于類腦智能算法的多無人機(jī)分布式任務(wù)決策 94
3.3 小結(jié) 116
參考文獻(xiàn) 116
第4章 多無人機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 117
4.1 基于路徑點(diǎn)的多無人機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 117
4.1.1 問題描述 118
4.1.2 基于自適應(yīng)高斯偽譜法的求解策略 120
4.1.3 仿真驗(yàn)證 127
4.2 基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多無人機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 133
4.2.1 問題描述 133
4.2.2 基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的求解策略 135
4.2.3 仿真驗(yàn)證 142
4.3 小結(jié) 143
參考文獻(xiàn) 144
第5章 多無人機(jī)編隊(duì)生成控制 145
5.1 無人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定控制 145
5.1.1 問題描述 145
5.1.2 基于超螺旋滑模的姿態(tài)穩(wěn)定控制器設(shè)計(jì) 146
5.1.3 基于自適應(yīng)超螺旋滑模的姿態(tài)穩(wěn)定控制器設(shè)計(jì) 156
5.2 無人機(jī)軌跡跟蹤控制 169
5.2.1 基于雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)的無人機(jī)軌跡跟蹤控制原理 169
5.2.2 問題描述 170
5.2.3 基于高階滑模算法的雙閉環(huán)軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì) 171
5.3 小結(jié) 184
參考文獻(xiàn) 185
第6章 多無人機(jī)編隊(duì)保持魯棒自適應(yīng)控制 186
6.1 全局通信拓?fù)湮粗樾蜗碌亩酂o人機(jī)編隊(duì)保持控制 186
6.1.1 通信拓?fù)湮粗樾蜗碌淖赃m應(yīng)設(shè)計(jì)基本原理 187
6.1.2 基于自適應(yīng)算法的多無人機(jī)編隊(duì)保持控制 190
6.1.3 仿真驗(yàn)證 203
6.2 考慮避碰約束的多無人機(jī)自適應(yīng)編隊(duì)保持控制 207
6.2.1 問題描述 207
6.2.2 考慮避碰約束的自適應(yīng)分布式控制器設(shè)計(jì) 209
6.2.3 仿真驗(yàn)證 216
6.3 小結(jié) 221
參考文獻(xiàn) 221
第7章 多無人機(jī)編隊(duì)安全重構(gòu)控制 223
7.1 全局通信拓?fù)湟阎樾蜗碌亩酂o人機(jī)編隊(duì)重構(gòu) 223
7.1.1 問題描述 223
7.1.2 超螺旋干擾觀測器設(shè)計(jì) 225
7.1.3 基于勢(shì)能函數(shù)的編隊(duì)重構(gòu)控制器設(shè)計(jì) 229
7.1.4 仿真驗(yàn)證 237
7.2 全局通信拓?fù)湮粗樾蜗碌亩酂o人機(jī)編隊(duì)重構(gòu) 242
7.2.1 自適應(yīng)編隊(duì)重構(gòu)問題描述 242
7.2.2 自適應(yīng)編隊(duì)重構(gòu)控制器設(shè)計(jì) 243
7.2.3 仿真驗(yàn)證 251
7.3 小結(jié) 256
參考文獻(xiàn) 256
第8章 多無人機(jī)故障診斷與容錯(cuò)控制 257
8.1 基于被動(dòng)容錯(cuò)的多無人機(jī)分布式有限時(shí)間容錯(cuò)控制 257
8.1.1 問題描述 258
8.1.2 多無人機(jī)分布式有限時(shí)間容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì) 259
8.2 基于主動(dòng)容錯(cuò)的多無人機(jī)故障診斷及容錯(cuò)控制一體化設(shè)計(jì) 278
8.2.1 問題描述 279
8.2.2 基于狀態(tài)反饋的多無人機(jī)故障診斷及容錯(cuò)控制一體化設(shè)計(jì) 280
8.2.3 基于輸出反饋的多無人機(jī)故障診斷及容錯(cuò)控制一體化設(shè)計(jì) 292
8.3 小結(jié) 304
參考文獻(xiàn) 304
第9章 多無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 305
9.1 基于聯(lián)盟博弈的無人機(jī)集群分簇 305
9.1.1 問題描述 306
9.1.2 聯(lián)盟博弈模型 309
9.1.3 基于聯(lián)盟切換的求解策略 310
9.1.4 仿真驗(yàn)證 314
9.2 基于網(wǎng)絡(luò)形成博弈的多無人機(jī)路由選擇 318
9.2.1 問題描述 319
9.2.2 網(wǎng)絡(luò)形成博弈模型 325
9.2.3 考慮循環(huán)迭代的求解策略 326
9.2.4 仿真驗(yàn)證 330
9.3 小結(jié) 333
參考文獻(xiàn) 334
第10章 多無人機(jī)通信資源分配 335
10.1 基于非合作博弈的多無人機(jī)信道資源分配 335
10.1.1 問題描述 336
10.1.2 非合作博弈模型 338
10.1.3 基于*佳響應(yīng)的求解策略 339
10.1.4 仿真驗(yàn)證 343
10.2 基于凸優(yōu)化的多無人機(jī)時(shí)隙和功率資源分配 345
10.2.1 問題描述 346
10.2.2 基于凸優(yōu)化的求解策略 351
10.2.3 仿真驗(yàn)證 361
10.3 小結(jié) 366
參考文獻(xiàn) 366