| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第12-13页 |
| 1.2 多无人机编队飞行关键技术 | 第13-16页 |
| 1.3 多无人机编队飞行研究现状 | 第16-20页 |
| 1.3.1 编队队形设计与气动干扰研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3.2 编队路径规划研究现状 | 第17-18页 |
| 1.3.3 编队控制研究现状 | 第18-19页 |
| 1.3.4 编队重构与编队任务分配研究现状 | 第19-20页 |
| 1.4 论文主要研究内容与章节安排 | 第20-24页 |
| 第2章 无人机编队系统模型与运动学约束 | 第24-40页 |
| 2.1 概述 | 第24页 |
| 2.2 坐标系及其转换关系 | 第24-27页 |
| 2.2.1 坐标系 | 第24-25页 |
| 2.2.2 各坐标系间转换关系 | 第25-27页 |
| 2.3 单机运动模型 | 第27-33页 |
| 2.3.1 质心动力学方程 | 第28-29页 |
| 2.3.2 绕质心转动动力学方程 | 第29-30页 |
| 2.3.3 质心运动学方程 | 第30页 |
| 2.3.4 关于χ_a ,γ_a ,μ_a 的状态方程 | 第30-32页 |
| 2.3.5 绕质心转动运动学方程 | 第32页 |
| 2.3.6 空气动力学模型 | 第32-33页 |
| 2.3.7 发动机推力模型 | 第33页 |
| 2.4 编队相对运动模型 | 第33-35页 |
| 2.5 编队运动学约束 | 第35-39页 |
| 2.5.1 UAV飞行路径的运动学约束 | 第35-36页 |
| 2.5.2 编队运动学约束 | 第36-39页 |
| 2.6 小结 | 第39-40页 |
| 第3章 无人机编队集结路径规划 | 第40-64页 |
| 3.1 概述 | 第40页 |
| 3.2 问题描述 | 第40-42页 |
| 3.3 PH曲线路径 | 第42-46页 |
| 3.3.1 平面PH曲线求解 | 第42-44页 |
| 3.3.2 空间PH曲线求解 | 第44-46页 |
| 3.4 基于合作型协同粒子群算法的多UAV编队集结路径规划 | 第46-53页 |
| 3.4.1 标准粒子群算法概述 | 第47-48页 |
| 3.4.2 合作型协同粒子群算法(CCPSO)设计 | 第48-53页 |
| 3.5 仿真实验与结果分析 | 第53-62页 |
| 3.5.1 二维平面内的UAV协同编队集结路径规划 | 第54-58页 |
| 3.5.2 三维空间内的UAV协同编队集结路径规划 | 第58-62页 |
| 3.6 小结 | 第62-64页 |
| 第4章 编队保持固定队形飞行时的参考路径规划 | 第64-86页 |
| 4.1 概述 | 第64页 |
| 4.2 问题描述 | 第64-66页 |
| 4.3 基于Delaunay图的编队保持路径规划 | 第66-74页 |
| 4.3.1 Delaunay图基础 | 第66页 |
| 4.3.2 基于Delaunay图法的路径规划 | 第66-69页 |
| 4.3.3 路径优化 | 第69-74页 |
| 4.4 仿真实验与结果分析 | 第74-85页 |
| 4.4.1 二维环境下的编队保持路径规划 | 第75-79页 |
| 4.4.2 三维环境下的编队保持路径规划 | 第79-85页 |
| 4.5 小结 | 第85-86页 |
| 第5章 无人机编队大机动时的队形保持控制 | 第86-102页 |
| 5.1 概述 | 第86页 |
| 5.2 系统模型简化 | 第86-88页 |
| 5.2.1 无人机单机模型简化 | 第86-87页 |
| 5.2.2 编队平面相对运动模型 | 第87页 |
| 5.2.3 编队参考轨迹及虚拟点运动方程 | 第87-88页 |
| 5.3 控制器设计 | 第88-95页 |
| 5.3.1 队形保持器 | 第88-90页 |
| 5.3.2 含队形反馈的虚拟点NMPC跟踪器 | 第90-95页 |
| 5.4 仿真实验与结果分析 | 第95-101页 |
| 5.4.1 队形保持器稳定性验证 | 第95-98页 |
| 5.4.2 编队大机动时队形反馈的有效性验证 | 第98-101页 |
| 5.5 小结 | 第101-102页 |
| 第6章 动态环境下多无人机编队自主队形保持控制 | 第102-124页 |
| 6.1 概述 | 第102页 |
| 6.2 问题描述 | 第102-103页 |
| 6.3 编队系统模型简化 | 第103-104页 |
| 6.4 分布式NMPC编队控制器设计 | 第104-112页 |
| 6.4.1 编队控制的NMPC求解框架 | 第105-106页 |
| 6.4.2 参考状态向量的推导 | 第106-107页 |
| 6.4.3 突发威胁体规避 | 第107-110页 |
| 6.4.4 无人机之间的互碰规避 | 第110-111页 |
| 6.4.5 分布式NMPC编队控制器算法描述 | 第111-112页 |
| 6.5 仿真实验与结果分析 | 第112-122页 |
| 6.5.1 分布式NMPC编队控制器稳定性验证 | 第112-118页 |
| 6.5.2 突发障碍物环境下编队避障及避碰策略有效性验证 | 第118-122页 |
| 6.6 小结 | 第122-124页 |
| 第7章 基于人在回路的编队队形快速重构 | 第124-144页 |
| 7.1 概述 | 第124页 |
| 7.2 问题描述与任务想定 | 第124-126页 |
| 7.3 模型简化 | 第126-128页 |
| 7.3.1 战场威胁模型简化 | 第126页 |
| 7.3.2 无人机简化运动模型 | 第126-127页 |
| 7.3.3 编队期望队形 | 第127-128页 |
| 7.4 人在回路编队重构求解方法 | 第128-134页 |
| 7.4.1 虚拟点状态预测 | 第129页 |
| 7.4.2 孔位分配 | 第129-131页 |
| 7.4.3 雷达分组与期望孔位计算 | 第131-133页 |
| 7.4.4 无人机期望状态计算 | 第133页 |
| 7.4.5 雷达威胁惩罚代价 | 第133-134页 |
| 7.5 仿真实验与结果分析 | 第134-142页 |
| 7.5.1 孔位分配与雷达分组算法的实时性验证 | 第134-135页 |
| 7.5.2 编队飞行通道变更时的队形缩放 | 第135-137页 |
| 7.5.3 无人机故障或任务变更下的队形切换 | 第137-139页 |
| 7.5.4 突发多雷达威胁源下的编队自主重构 | 第139-142页 |
| 7.6 小结 | 第142-144页 |
| 第8章 基于人在回路的群集无人机多编队任务重分配 | 第144-160页 |
| 8.1 概述 | 第144页 |
| 8.2 问题描述与求解框架 | 第144-146页 |
| 8.2.1 离线任务分配 | 第144-145页 |
| 8.2.2 在线任务重分配 | 第145-146页 |
| 8.3 无人机多编队任务分配与重分配算法 | 第146-152页 |
| 8.3.1 基于ILP的离线任务分配算法 | 第146-149页 |
| 8.3.2 基于改进CBAA的在线任务重分配算法 | 第149-152页 |
| 8.4 仿真实验与结果分析 | 第152-159页 |
| 8.4.1 多编队离线任务分配 | 第152-153页 |
| 8.4.2 多编队在线任务重分配 | 第153-159页 |
| 8.5 小结 | 第159-160页 |
| 第9章 总结与展望 | 第160-164页 |
| 9.1 论文工作总结与创新点 | 第160-162页 |
| 9.2 进一步研究方向 | 第162-164页 |
| 参考文献 | 第164-176页 |
| 致谢 | 第176-178页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 | 第178-179页 |
