基于虚拟结构法的分布式多无人机鲁棒编队控制
李正平
鲜斌
1.天津大学电气自动化与信息工程学院,天津3000722.天津大学电气自动化与信息工程学院,天津300072
摘要：针对多无人机编队控制(UAVs)问题,本文提出了一种基于虚拟结构法的非线性鲁棒控制算法.首先将编队控制问题转化成两个子问题:在惯性坐标系下虚拟刚体(VRB)光滑轨迹的生成设计,以及在虚拟刚体坐标系下的无人机编队队形控制设计.针对部分无人机无法直接获取虚拟刚体状态的约束,通过引入相邻无人机的跟踪状态,实现了分布式的编队控制.同时,考虑多无人机近距离编队飞行时相互间的气流扰动影响,设计了基于supertwist-ing的鲁棒控制算法,提高了编队系统的控制精度和稳定性.利用Lyapunov稳定性分析方法,证明了位置跟踪误差在有限时间内收敛到滑模面,得到闭环系统全局渐近稳定的结果.最后通过实际飞行实验,验证了所提控制算法的有效性和鲁棒性.
关键词：多无人机编队虚拟结构法队形变换鲁棒控制分布式通信实验验证
资助基金：国家自然科学基金(91748121)国家自然科学基金(90916004)国家重点研发计划(2018YFB1403900)
论文发表日期：2020-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 2423-2431 )
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