摘 要:无人机编队在任务执行过程中,具备的性能和效率都比较高。该工作在实际执行期间,是当前技术研究中的重点,因此,在文章中,通过对无人机编队飞行特点的分析,在三个方面研究无人机编队飞行技术。
关键词:无人机 编队 飞行技术
无人机在发展过程中,技术已经不断成熟,尤其是将其应用到军事和民事领域,具备十分重要的作用。为了保证无人机技术的积极发展,不仅要提高单机性能和效率,还需要通过技术的使用,对其进行思考,以达到无人机的高效发展。
一、无人机编队飞行特点
对于单机,无人机编队具备更高的气动效率,也能保证无人机编队航程的实现。因为无人机的跟随位置、阻比都在不断提升,在整个编队中,能促进其充分利用。根据对不同规格装备的思考,在相互协作和发展下,以不同的编队形式还无法保证单无人机完成任务[1]。特别是定位工作、通信等。单无人机主要是对二维测绘,在编队的时候,需要按照一定顺序执行,利用测绘方法进行测量,也能对三维信息进行采集。同时,单机搭载传感器设备受到一定限制,在无人机编队工作中,将影响工作的整体效率。当产生一些突发事件的时候,尤其是单机被击落或者机械无法执行的时候,无人机编队过程中,能使用备用无人机,应对其产生的各个问题。所以说,无人机编队中的单机作业为一个发展优势,为了对其充分应用,还需要在三个阶段作出详细分析[2]。
二、无人机编队飞行过程
1.编队集结
编队集结是将多个无人机从初始状态开始,分析存在的约束条件,并对自身的飞行参数进行调整,以形成队形。在该过程中,受到的约束条件表现在多个方面。如:能耗少,集结的时间短,也能避免一些障碍物,确保无人机之间的距离。根据这些任务的分析,可以对无人机进行编制各个形态,以促进飞行任务的完成。能耗为系统中的主要因素,产生的危险程度不高。比如:在航迹区域内,可以对能耗提出更高要求。当产生一些威胁因素的时候,不能对该约束问题进行思考。时间因素也是非常重要的,由于很多任务都比较紧急,尤其是作战任务,需要对集结时间提出更高要求。在无人机编队集结的时候,也会受一些因素的影响产生特殊故障,因此,要在工作中对无人机编队进行重新规划,避免威胁因素的产生。
在不同队形中,由于具备的气动效应是不同的,受该要素的影响,将导致无人机参数产生变化,所以,在无人机转弯的时候,要对其有效控制,保证整体队形,避免撞机现象的产生,还要保证其具备的精度,保证在无人机编队的时候,达到整体的顺利运行。无人机编队集结工作形式主要体现在两个方面,第一,在下达作战任务后,在合理时间内集结。第二,当完成作战任务的时候,在某个地区运行的时候,向一个相同的地区返航[3]。
2.编队保持
编队保持是在无人机飞行的时候,对飞行的参数进行调整,保证队形不变。该过程具备动态性特征,能促进执行任务的充分实现。比如:当确定一个目標的时候,保持无人机队形十分重要。如果在无人机编制保持中达不到,将无法获得精准定位,这时候,需要对其产生的各个因素进行分析。如:对威胁区域、障碍物进行分析,避免产生无人机碰撞现象,也要为编队之间的通信工作提供保障。当无人机编队过程中,根据任务的建设要求,保证位置。但是,在保持的时候,受一些因素的影响,也会引发扰动现象的产生。所以,要为其提出合理的控制策略。
如:集中式控制策略。在编队的时候,需要对无人机的飞行参数进行分析,尤其是位置、速度、高度等,保证能将这些信息进行传递。在该执行下,不仅能提升其灵活性,也能获得良好的飞行效果。如:分布式控制策略。在无人机编队的时候,可以与相邻的无人机互换参数,通过对信息的获取,能够对其简单控制,但实现的集中式控制效果较差。因此,引入分布式控制策略,对无人机编队飞行具备十分重要的意义[4]。
3.编队重组
在无人机编队重组的时候,由于特殊因素的影响,将产生机械故障、障碍物和目标情况变化等,这时候也会暂时脱离编队。因此,在这种情况下,需要重新编队。在编队重组过程中,需要对各个因素进行分析。如:重组时间、无人机之间的碰撞、通信条件等。对于重组场景,在编队的时候,问题的产生体现在三个方面。第一,平衡编队中产生的燃油消耗,受空气动力学的影响,在对无人机飞行编队的时候,为了能节约能耗,可以在飞行的时候使各个无人机轮流引领,并根据计算机中的参数进行调整。如果在切换期间也会增加消耗,要对转换的频率进行控制。还需要根据无人机的飞行情况,选择燃料最多的,并将其作为依据来实现。第二,当遇到一些障碍物的时候,需要通过队形的改变安全通过。根据计算机的离散数学图形理论,将无人机编队工作当做一个大图,并分别为其设为不同小图。当遇到障碍物的时候,可以将队伍分离,通过障碍物后变为原来的队形。第三,在无人机编队的时候,出现障碍或者损毁等现象。当无人机执行任务过程中,可以根据鸟类的飞行规律,对无人机编队进行填补,保证飞行效率的提升,促进执行任务的科学执行。同时,还需要对其科学计算,保证无人机能继续执行工作,在该发展下,不仅能对其重新组队,也能保证无人机编队优势的发挥[5]。
结语
通过分析和研究,无人机编队飞行表现在多个方面,在整体上较为复杂,需要人员的相互合作。当对无人机编队进行分析的时候,需要为其做出深入分析,构建合理的协同机制,针对一些信息进行决策,避免冲突的产生,以得到无人机编队飞行技术的充分使用。
参考文献
[1] 邵壮,祝小平,周洲等.无人机编队机动飞行时的队形保持反馈控制[J].西北工业大学学报,2015(1):26-32.
[2] 宗群,王丹丹,邵士凯等.多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展[J].哈尔滨工业大学学报,2017,49(3):1-14.
[3] 邱华鑫,段海滨.从鸟群群集飞行到无人机自主集群编队[J].工程科学学报,2017,39(3):317-322.
[4] 邱华鑫,段海滨,范彦铭等.基于鸽群行为机制的多无人机自主编队[J].控制理论与应用,2015,32(10):1298-1304.
[5] 邵壮,祝小平,周洲等.三维动态环境下多无人机编队分布式保持控制[J].控制与决策,2016,31(6):1065-1072.