多无人机协同控制技术

多无人机协同控制技术是无人机专业领域未来一段时间内的研究热点，具有较强的理论研究价值和应用前景。《多无人机协同控制技术》首先简要介绍多无人机协同控制技术的背景意义、主要研究内容和国内外发展现状，然后深入到多无人机协同控制关键技术的解决方案上，研究体系结构设计方法、协同控制相关的数学模型和主要算法，最后介绍多无人机协同控制的仿真测试系统的设计和实现方法。让读者不但可以系统地学习多无人机协同控制的相关知识，还能够对多无人机协同控制相关的算法有一个深入的了解，而且还可以根据需要构建相关的仿真测试平台进行相关的实验。《多无人机协同控制技术》内容理论扎实，算例丰富，实用性强，适合多无人机协同领域的学生和老师作为学习用书，也适合无人机行业的研发人员作为参考用书，还可以作为无人机专业的多无人机协同控制相关的课程的教材使用。

第1章多无人机协同控制技术概述
1.1多无人机协同控制的背景与意义2
1.2多无人机协同控制的关键技术4
1.3国内外现状研究6
1.4本章小结14
第2章多无人机协同控制体系结构
2.1多无人机控制结构现状分析16
2.2多无人机协同控制结构设计思路16
2.3面向协同控制的无人机个体控制结构19
2.4多机协同控制结构24
2.5本章小结32
第3章面向协同控制的无人机单机控制
3.1无人机运动建模34
3.2无人机飞行控制系统设计41
3.3纵向回路控制律设计46
3.4横侧向回路控制律设计52
3.5仿真结果53
3.6本章小结55
第4章基于PID的无人机编队运动控制策略
4.1无人机编队条件假设57
4.2无人机编队运动建模58
4.3模型分析64
4.4基于PID的无人机编队控制策略65
4.5仿真实验74
4.6本章小结76
第5章基于滑模控制的无人机编队运动控制策略
5.1编队数学模型78
5.2控制策略与设计80
5.3仿真验证85
5.4本章小结90
第6章基于预测控制的无人机编队运动控制策略
6.1编队队形调节机制92
6.2模型预测控制93
6.3无人机编队队形控制97
6.4仿真结果102
6.5本章小结104
第7章基于多模型预测控制的无人机编队运动控制策略
7.1多无人机巡航编队控制系统设计思路106
7.2基于多模型预测控制的无人机编队控制方法107
7.3仿真实验119
7.4本章小结124
第8章危险状态下的无人机编队运动控制策略
8.1危险状态下的航迹规划问题126
8.2基于层次分解策略的无人机编队避障127
8.3特殊情况下的无人机通行规则134
8.4仿真实验135
8.5本章小结137
第9章单无人机目标跟踪飞行控制策略
9.1单无人机目标跟踪控制系统设计思路139
9.2无人机飞行姿态控制140
9.3无人机自主导航控制144
9.4基于模糊阶梯式的单无人机目标跟踪预测控制146
9.5仿真实验155
9.6本章小结159
第10章多无人机协同目标跟踪飞行控制策略
10.1多无人机协同目标跟踪飞行控制系统设计思路161
10.2协同目标跟踪飞行运动建模162
10.3基于粒子群优化的协同目标跟踪飞行预测控制164
0.4仿真实验175
10.5本章小结182
第11章多无人机协同航迹规划方法
11.1航迹规划常用算法184
11.2改进动态规划算法的航迹规划185
11.3改进遗传算法的多约束航迹规划191
11.4本章小结205
第12章基于Muti-Agent的多无人机协同控制仿真平台的设计与实现
12.1多无人机协同控制视景仿真系统设计207
12.2实现多无人机协同控制仿真系统的关键技术211
12.3视景仿真实验215
12.4本章小结218

    无人飞行器简称无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一种由动力驱动、机上无人驾驶、可控制、可执行特定任务，并可重复使用的航空飞行器。无人机在国防和国民经济建设、科学技术发展中具有广泛的应用。在以信息为主的现代电子战中，无人机可以用来执行侦察、监视、设置假目标、电子干扰等任务；在国民经济建设方面，无人机可用于大地测量、气象观测、城市环境监测、地球资源勘探、森林防火和人工降雨等；在科学研究方面，无人机可用于大气取样，对核、生、化污染区进行取样与监测，新技术实验研究等。目前国外正掀起一股无人机的研制热潮，美国仅2006 年用于无人机研究的经费就达到20 亿美元。高新技术特别是信息技术的迅猛发展，给无人机的发展带来了良好的契机。无人机的发展呈现出以下趋势。（1）高空化、长航时化。在未来战争中，高空、长航时无人机将成为侦察卫星和有人驾驶战略侦察机的重要补充和增强手段。（2）小型化、智能化、通用化、模块化。随着微电子技术和纳米技术的飞速发展，未来的无人机将向微型化和小型化发展，各种型号的无人机的机载设备将实现通用化。（3）低造价、低损耗。未来的无人机在造价和损耗以及维护方面的费用将大大降低。