1、匯聚運(yùn)動(dòng)(Flocking)是一種群體運(yùn)動(dòng)行為，具體可以描述為：群體由分離狀態(tài)匯聚到一起后，沿著特定方向，一起運(yùn)動(dòng)，并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠保持某種特定的規(guī)則。當(dāng)針對(duì)特定任務(wù)時(shí)，群體的匯聚運(yùn)動(dòng)具有著單體運(yùn)動(dòng)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)協(xié)同控制問(wèn)題的研究具有很重要的指導(dǎo)和理論意義。尤其是應(yīng)用到具有實(shí)際物理模型上時(shí)，這種匯聚運(yùn)動(dòng)的研究便具有了很重要的實(shí)際意義。而另一方面，隨著近幾年新型材料和控制技術(shù)的快速發(fā)展，旋翼無(wú)人機(jī)憑借著自身優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為了當(dāng)今無(wú)

2、人機(jī)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，并在控制理論方面有了一定的積累。但是對(duì)于完全模型的控制，以及多機(jī)控制仍然是研究的薄弱點(diǎn)。因此，本文的主要目標(biāo)是針對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)這樣的對(duì)象，研究帶有多旋翼無(wú)人機(jī)模型的Flocking控制器設(shè)計(jì)方法，從而實(shí)現(xiàn)多旋翼無(wú)人機(jī)群的Flocking行為。
　　本文將多旋翼無(wú)人機(jī)Flocking控制分為三個(gè)問(wèn)題處理。第一個(gè)問(wèn)題為多旋翼無(wú)人機(jī)控制問(wèn)題；第二個(gè)問(wèn)題為基于質(zhì)點(diǎn)模型的Flocking算法問(wèn)題。最后，結(jié)合多旋翼無(wú)人機(jī)的動(dòng)

3、力學(xué)特性完成多旋翼無(wú)人機(jī)的Flocking控制。
　　對(duì)于具有高度非線性、強(qiáng)耦合和欠驅(qū)動(dòng)特性的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)一個(gè)有效的、高精度控制器是非常不易的，尤其是在有參數(shù)變化和外界干擾的情況下。本文提出一種自適應(yīng)逆控制系統(tǒng)(AIMCS)。在該系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的模型辨識(shí)，用來(lái)找出被控對(duì)象的映射關(guān)系；另一個(gè)實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象逆模型辨識(shí)，用作控制系統(tǒng)的逆控制器。為了確?？刂葡到y(tǒng)學(xué)習(xí)的快速性和魯棒性，離線訓(xùn)練和在線訓(xùn)練的

4、方案都被使用。同時(shí)，使用李雅普諾夫的方法證明了在線學(xué)習(xí)律的收斂性。最后，基于全模型的四旋翼無(wú)人機(jī)控制仿真來(lái)說(shuō)明本文提出控制方案的有效性。
　　在多旋翼無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上，F(xiàn)locking算法的設(shè)計(jì)便成了旋翼無(wú)人機(jī)的Flocking控制的重點(diǎn)內(nèi)容。本文利用能量函數(shù)將基于雷諾茲Flocking三個(gè)規(guī)則轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)問(wèn)題：通過(guò)建立合適的人工勢(shì)能函數(shù)將質(zhì)點(diǎn)的匯聚、避撞、速度一致性問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為勢(shì)能函數(shù)能量最小化問(wèn)題，然后通過(guò)李雅普諾