MATLAB多无人机协同编队飞行仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，支持2-10架无人机的协同编队仿真，集成圆形、线形、V形等编队控制算法，提供三维可视化界面实时显示轨迹，并包含避障与路径规划功能，适用于无人机算法验证与教学研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的多无人机协同编队飞行仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台开发的多无人机协同编队飞行仿真系统。系统综合运用多智能体系统控制理论、三维图形可视化技术和运动规划算法，实现了多无人机（2-10架）在各种编队模式下的协同飞行仿真。该系统可为无人机集群控制算法研究、编队性能评估和任务规划提供完整的仿真验证平台。

功能特性

• 多机协同仿真：支持2-10架无人机的协同飞行仿真
• 多种编队模式：实现圆形、线形、V形等多种编队控制算法
• 三维可视化：实时显示无人机飞行轨迹和编队形态的三维动态界面
• 智能避障功能：集成路径规划和障碍物躲避算法
• 环境模拟：支持通信延迟和传感器噪声的模拟
• 任务场景：可设定搜救、监测等不同飞行任务场景
• 性能分析：提供编队保持误差分析、碰撞检测等评估功能

使用方法

基本配置

1. 设置无人机数量及初始位置坐标（N×3矩阵）
2. 选择编队模式并配置参数（队形类型、间距等）
3. 输入目标航点序列（M×3坐标矩阵）
4. 定义环境障碍物信息（位置、尺寸）
5. 配置无人机动力学参数（质量、最大速度等）
6. 设置控制器参数（PID增益等）

运行仿真

运行主程序启动仿真，系统将自动执行以下流程：

• 初始化无人机状态和环境场景
• 根据设定的编队模式进行协同控制
• 实时计算飞行轨迹并避开障碍物
• 生成三维动画和性能数据

结果分析

仿真结束后可查看：

• 无人机实时状态数据的时间序列
• 编队保持误差分析报告
• 2D/3D飞行轨迹图
• 性能指标（完成时间、能耗等）
• 碰撞检测日志

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：

- MATLAB 3D图形工具箱 - 控制系统工具箱 - 优化工具箱（用于路径规划）

• 硬件建议：4GB以上内存，支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件作为系统的核心控制器，实现了仿真流程的全面管理。它负责协调编队控制算法与三维可视化界面的数据交互，整合路径规划与避障功能模块，处理包含通信延迟和传感器噪声在内的多源输入参数，并生成包含无人机状态时序数据、性能指标和可视化结果的多维度输出。该文件通过模块化调度机制确保各功能组件协同工作，为用户提供完整的仿真分析体验。