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近年来,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)集群得到国内外的广泛关注,在军事和民用领域都有大量的研究与应用。地面控制系统(Ground Control System,GCS)可以对无人机集群进行远程监控,是控制无人机集群完成飞行任务的关键。无人机集群技术的不断发展对地面控制系统提出越来越高的要求。传统的地面控制系统存在通用性和互操作能力不足、耦合度高、可扩展性和可维护性差等问题,导致地面控制系统的开发和维护成本增加,不能适应无人机集群规模的扩大。同时,无人机集群是通过无线数据链路与地面控制系统保持通信的,这就不可避免地存在时延的问题。时延影响着地面控制系统对无人机集群控制的实时性和准确性,是制约无人机集群性能的一大因素。本文针对以上问题,对基于时延预测的无人机集群控制技术及系统展开研究,主要包括三个方面:(1)设计面向无人机集群的地面控制系统。在本实验室研究的基于软件总线的开放式机器人控制系统体系结构的基础上,本文将其应用于无人机集群地面控制系统。该系统采用模块化设计方法,并通过软件总线为各个功能模块提供统一的通信方式和监测管理服务。(2)研究无人机集群的时延预测。在灰色模型时延预测的基础上,提出了一种并行小波-灰色时延预测算法,该算法不仅可以对时延建模序列进行去噪处理,而且能够并行地对无人机集群与地面控制系统之间的时延进行预测,提高了时延预测的精度和效率。(3)研究基于时延预测的无人机集群补偿控制。在无人机集群时延预测的基础上,将时延预测结果用于无人机集群的控制,提前对可能存在的时延进行控制量上的补偿,从而在一定程度上提高地面控制系统对无人机集群的控制性能。最后,在本文设计的无人机集群地面控制系统上进行实验,验证了并行小波-灰色时延预测算法及基于时延预测的无人机集群补偿控制的有效性和精度。