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基于反步推演法的多机编队队形重构控制

论文摘要

针对多无人机(UAV)集结期望的队形和达到稳态速度缓慢影响作战效率,基于反步推演法设计了一种协同导引控制律,用于解决多无人机快速队形重构和快速达到稳定状态。本文以一架虚拟长机为中心,3架僚机在3个顶点组成的三角形编队作为被控对象,且长机的速度方向作为编队的前行方向,僚机跟随长机编队飞行。采用长机导引机制,建立每架僚机的误差动力学模型;基于图论建立任意两架无人机之间的通讯模式,通过反步推演法得到多无人机编队队形保持的导引控制律。通过构建合理的Lyapunov函数,证明所提出的控制方法在编队集结和队形保持的有效性,同时将所提出的方法与模型预测控制(MPC)方法和拉普拉斯方法进行对比,更进一步验证所提方法有效性。仿真结果表明:每架无人机不仅能够按照期望的队形飞行,而且以动态响应快和稳态误差小收敛于虚拟长机的运动轨迹。

论文目录

  • 1 问题描述
  • 2 建立无人机模型
  •   2.1 无人机模型
  •   2.2 无人机模型
  • 3 控制器设计
  • 4 稳定性分析
  • 5 仿真实验
  •   5.1 动力学特性分析
  •   5.2 收敛性分析
  •   5.3 鲁棒分析
  • 6 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张佳龙,闫建国,张普

    关键词: 无人机编队,反步推演法,协同引导控制律,李雅普诺夫函数,稳态误差

    来源: 航空学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 西北工业大学自动化学院

    基金: 西北工业大学博士论文创新基金(CX201955)~~

    分类号: V279;V249.1

    页码: 208-220

    总页数: 13

    文件大小: 452K

    下载量: 360

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/f177b6aef947306503220866.html