控制理论与应用

作者：李正平,鲜斌

单位：天津大学,天津大学

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

基金：国家自然科学基金（91748121, 90916004), 国家重点研发计划计划资助（2018YFB1403900）

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supertwisting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.

来源：2020年第11期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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