机场道面除冰雪车辆队形控制模型

作     者：邢志伟 李斯 罗谦 XING Zhi-wei;LI Si;LUO Qian

作者机构：中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航局第二研究所四川成都610041 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1533203) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(3122014D020) 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第4期

页      码：182-190页

摘      要：为了解决机场道面实际除冰雪作业中方案不能完全适应环境的问题,考虑了除冰雪过程中作业方式和航空器适航条件,构建了具有时间约束的两阶段除冰雪作业模型;基于机场除冰雪车辆的作业能力,研究了机械除冰雪作业方法中多车辆的协同作业问题,设计了基于复拉普拉斯矩阵的队形控制模型;为了减少通讯消耗及保证通讯稳定性,基于Henneberg序列操作方法生成机场道面除冰雪作业车辆最优通讯图,并验证了所生成最优通讯图满足队形控制模型所要求双根条件。研究结果表明:两阶段除冰雪作业模型能够选择不同的异构车辆进行编队作业以达到时间和效果最优;基于复拉普拉斯矩阵和领航者方法相结合得到的控制模型与传统控制模型相比队形更稳定;采用边有向化操作所生成的最优通讯图保证了队形中领航者和跟随者之间通讯的有效性;在一阶运动学模型下,基于5自主体“人”字形编队从任意位置出发能够在1min内实现速度收敛一致及生成期望队形,且运动轨迹中不存在绕圈、小角度转弯的情况,符合实际作业车辆运行规则,并能在随后的作业中保持期望队形。可见,所构建的队形控制模型能够实现对大型异构除冰雪作业车辆的队形控制,满足预期要求。

主 题 词：机场除雪 队形控制 复拉普拉斯矩阵 Henneberg序列 协同作业 最优通讯图 

学科分类：08[工学] 082303[082303] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 082302[082302] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.017

馆 藏 号：203780369...