无人直升机的混合三维编队控制
系统与控制
2015-03-19 v1 多智能体系统
机器人学
最优化与控制
摘要
无人机（UAV）编队构成了典型的网络化信息物理系统，涉及离散逻辑与连续动力学的交互。本文提出了一种用于无人直升机三维领航 - 跟随编队控制的混合监控控制框架。所提出的混合控制框架捕捉了系统决策单元与路径规划器连续动力学之间的内部交互，从而提高了系统的整体可靠性。为设计此类混合控制器，提出了一种状态空间的球面抽象作为新的抽象方法。利用分区空间上多仿射函数的性质，导出了一个有限状态离散事件系统（DES）模型，该模型被证明与原始连续变量动力系统双模拟（bisimilar）。随后，在离散域中为抽象模型模块化地设计了逻辑监控器。由于抽象 DES 模型与原始 UAV 动力学之间的双模拟性，所设计的逻辑监控器可通过接口层作为混合控制器实施。该监控器驱动 UAV 动力学以满足设计要求。换言之，混合控制器能够将 UAV 从控制视界内的任何初始状态带入所需编队，然后保持该编队。此外，设计的监控器中嵌入了避障机制。最后，该算法已在为无人直升机开发的硬件在环仿真平台上得到验证。所示结果证明了该算法的有效性。
引用
@article{arxiv.1108.3405,
title = {Hybrid 3-D Formation Control for Unmanned Helicopters},
author = {A. Karimoddini and H. Lin and B. M. Chen and T. H. Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.3405},
year = {2015}
}
备注
Submitted for publication