38、小型无人机监测海洋的控制系统研究

小型无人机监测海洋的控制系统研究

1. 小型无人机飞行轨迹规划

小型无人机（SUAV）沿分段线性轨迹的运动是研究的重点。初始数据为边界条件，即初始和最终时刻的坐标、速度和加速度。SUAV 的空间运动规律由三个关于时间 (t) 的 5 阶参数化多项式表示：
[
p(t) =
\begin{cases}
\sum_{i = 0}^{5} c_{x_i} \cdot t^i \
\sum_{i = 0}^{5} c_{y_i} \cdot t^i \
\sum_{i = 0}^{5} c_{z_i} \cdot t^i
\end{cases}
]
其中，(c_{x_i})、(c_{y_i})、(c_{z_i}) 是由边界条件确定的系数。

为了控制无人机在轨迹各段的速度和加速度，需要对上述表达式求导。由 (n) 条直线段组成的轨迹的广义方程组如下：
[
p(t) =
\begin{bmatrix}
p_{k}^{d}(t) \
\dot{p} {k}^{d}(t) \
\ddot{p} {k}^{d}(t) \
p_{k + 1}^{d}(t) \
\dot{p} {k + 1}^{d}(t) \
\ddot{p} {k + 1}^{d}(t)
\end{bmatrix}
=
\begin{cases}
c_5 \cdot t_{k}^{5} + c_4 \cdot t_{k}^{4} + c_3 \cdot t_{k}^{3} + c_2 \cd