基于"雁阵效应"的扑翼飞行机器人高效集群编队研究

• 作者: 尹瞾 贺威 邹尧 穆新星 孙长银
• 来源期刊: 自动化学报
• 关键词: 雁阵效应 扑翼飞行机器人 编队飞行 能量高效 阵型维持 阵型变换
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 论文与报告|Papers and Reports
• 页码范围: 1355-1367
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16383/j.aas.c190900

摘要

本文借鉴"雁阵效应",研究了扑翼飞行机器人高效集群编队飞行问题.通过对"V"字雁阵的分析得知,当前排大雁(简称头雁)和后排大雁(简称从雁)保持某一合适的相对位置偏移时,后排大雁可有效利用前排大雁挥翅产生的上洗涡流,从而节省体能;并且,雁阵通过阵型的变换,可以实现能量整体消耗的均衡性,确保长航时飞行.仿照该"雁阵效应",分析得出耗能最少的扑翼飞行机器人集群阵型排布方式,并设计了阵型变换机制,实现集群能量整体消耗的最优性和均衡性.在此基础上,参考雁群的交互方式,设计了一种使用局部信息的控制方法,保证最优阵型的稳定维持以及阵型间的灵活变换.最后,仿真结果验证了所提理论结果的有效性.