| 摘要 | 第13-15页 |
| ABSTRACT | 第15-17页 |
| 第一章 绪论 | 第18-34页 |
| 1.1 研究背景 | 第18-19页 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 | 第19-30页 |
| 1.2.1 编队控制方法研究现状 | 第19-22页 |
| 1.2.2 编队重构问题研究现状 | 第22-27页 |
| 1.2.3 拟态物理学方法 | 第27-30页 |
| 1.2.4 研究现状分析 | 第30页 |
| 1.3 论文的主要工作 | 第30-32页 |
| 1.4 论文组织结构 | 第32-34页 |
| 第二章 无人机编队控制及重构问题分析建模及解决方案 | 第34-46页 |
| 2.1 引言 | 第34页 |
| 2.2 无人机编队控制及重构问题建模 | 第34-40页 |
| 2.2.1 无人机模型 | 第34-37页 |
| 2.2.2 编队的参考轨迹 | 第37-38页 |
| 2.2.3 拟态物理学要素建模 | 第38-40页 |
| 2.3 无人机编队控制与重构问题分析 | 第40-43页 |
| 2.3.1 无人机编队过程分解 | 第40-41页 |
| 2.3.2 无人机编队控制问题分解 | 第41-42页 |
| 2.3.3 无人机编队重构问题类型划分 | 第42-43页 |
| 2.4 无人机编队控制与重构问题分层解决方案 | 第43-45页 |
| 2.4.1 基于ADRC的无人机底层控制 | 第43-44页 |
| 2.4.2 基于虚拟力的长机轨迹跟踪引导律 | 第44-45页 |
| 2.4.3 液体球启发的编队控制 | 第45页 |
| 2.4.4 基于拟态物理学的编队重构策略 | 第45页 |
| 2.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 第三章 基于虚拟力的无人机轨迹和路径跟踪引导律 | 第46-66页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 基于虚拟力的轨迹跟踪引导律 | 第46-48页 |
| 3.3 稳定性及收敛性分析 | 第48-51页 |
| 3.3.1 直线跟踪 | 第48-50页 |
| 3.3.2 圆形轨迹跟踪 | 第50-51页 |
| 3.3.3 变曲率曲线跟踪 | 第51页 |
| 3.4 引导律在路径跟踪中的应用 | 第51-52页 |
| 3.5 轨迹和路径跟踪过程中的障碍规避 | 第52-53页 |
| 3.6 算例验证 | 第53-64页 |
| 3.6.1 算例1：直线轨迹跟踪 | 第53-56页 |
| 3.6.2 算例2：圆形轨迹跟踪 | 第56-58页 |
| 3.6.3 算例3：变曲率曲线跟踪 | 第58-61页 |
| 3.6.4 算例4：路径跟踪问题中的应用 | 第61-63页 |
| 3.6.5 算例5：障碍规避 | 第63-64页 |
| 3.7 本章小结 | 第64-66页 |
| 第四章 液体球启发的拟态物理学编队控制方法研究 | 第66-88页 |
| 4.1 引言 | 第66页 |
| 4.2 基于虚拟弹簧网络的液体球模型 | 第66-68页 |
| 4.2.1 虚拟角度弹簧 | 第66-67页 |
| 4.2.2 虚拟弹簧网络模型 | 第67-68页 |
| 4.3 液体球启发的Leader-follower编队控制 | 第68-74页 |
| 4.3.1 Leader-follower编队控制方法 | 第68-70页 |
| 4.3.2 稳定性与收敛性证明 | 第70-74页 |
| 4.4 液体球启发的虚拟Leader编队控制 | 第74-78页 |
| 4.4.1 虚拟Leader编队控制方法 | 第74-76页 |
| 4.4.2 稳定性与收敛性证明 | 第76-78页 |
| 4.5 任意可行编队队形实现 | 第78-81页 |
| 4.6 算例验证 | 第81-87页 |
| 4.6.1 算例1：Leader-follower方法收敛性 | 第82-84页 |
| 4.6.2 算例2：虚拟Leader方法收敛性 | 第84-86页 |
| 4.6.3 算例3：任意可行编队队形实现 | 第86-87页 |
| 4.7 本章小结 | 第87-88页 |
| 第五章 基于拟态物理学的无人机编队重构方法研究 | 第88-106页 |
| 5.1 引言 | 第88页 |
| 5.2 基于拟态物理学的编队重构框架 | 第88-89页 |
| 5.3 任务变化时的编队重构策略 | 第89-91页 |
| 5.3.1 任务队形变换策略 | 第89-90页 |
| 5.3.2 内部碰撞的避免 | 第90-91页 |
| 5.4 无人机数量变化时的编队重构策略 | 第91-94页 |
| 5.4.1 数量增加时的编队重构策略 | 第91-92页 |
| 5.4.2 数量减少时的编队重构策略 | 第92-94页 |
| 5.5 遇到障碍物时的编队重构策略 | 第94-97页 |
| 5.5.1 挤压式避障重构策略 | 第94-96页 |
| 5.5.2 流体式避障重构策略 | 第96-97页 |
| 5.6 算例验证 | 第97-104页 |
| 5.6.1 算例1：任务队形变换 | 第97-100页 |
| 5.6.2 算例2：无人机数量变化 | 第100-102页 |
| 5.6.3 算例3：障碍规避 | 第102-104页 |
| 5.7 本章小结 | 第104-106页 |
| 第六章 无人机编队控制与重构试验研究 | 第106-138页 |
| 6.1 引言 | 第106页 |
| 6.2 无人机编队试验系统设计及测试 | 第106-117页 |
| 6.2.1 硬件在回路仿真系统设计 | 第106-111页 |
| 6.2.2 飞行试验系统设计 | 第111-113页 |
| 6.2.3 试验系统测试 | 第113-117页 |
| 6.3 拟态物理学方法的工程实现 | 第117-119页 |
| 6.4 无人机路径跟踪试验 | 第119-126页 |
| 6.4.1 无障碍时路径跟踪 | 第119-123页 |
| 6.4.2 有障碍时路径跟踪 | 第123-126页 |
| 6.5 无人机编队飞行控制试验 | 第126-131页 |
| 6.5.1 编队队形收敛 | 第126-130页 |
| 6.5.2 编队机动飞行 | 第130-131页 |
| 6.6 无人机编队重构试验 | 第131-136页 |
| 6.6.1 任务队形变换 | 第131-133页 |
| 6.6.2 无人机数量变化 | 第133-134页 |
| 6.6.3 无人机编队避障 | 第134-136页 |
| 6.7 本章小结 | 第136-138页 |
| 第七章 工作总结与展望 | 第138-142页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第138-140页 |
| 7.2 未来工作展望 | 第140-142页 |
| 致谢 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-156页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第156-160页 |
| 附录 A基于ADRC的无人机底层控制器设计及鲁棒性测试 | 第160-167页 |
| A.1自抗扰控制方法 | 第160-162页 |
| A.1.1 跟踪微分器 | 第160-161页 |
| A.1.2 扩张状态观测器 | 第161-162页 |
| A.1.3 非线性组合单元 | 第162页 |
| A.2 基于自抗扰控制的姿态和速度控制器设计 | 第162-165页 |
| A.2.1 纵向运动方程分析及简化 | 第162-163页 |
| A.2.2 横侧向运动方程分析及简化 | 第163-164页 |
| A.2.3 速度和姿态控制器设计 | 第164-165页 |
| A.3 控制器鲁棒性测试 | 第165-167页 |
