固定翼无人机的鲁棒协同编队控制
系统与控制
2019-05-08 v2 多智能体系统
机器人学
摘要
本文研究了固定翼无人机在紧密编队飞行中的鲁棒协同编队控制问题，以节省能量。我们提出了一种新颖的协同控制方法。采用虚拟结构的概念，解决了大量无人机编队飞行中虚拟领航机设计的困难。为改善瞬态性能，期望轨迹通过一组协同滤波器以生成平滑的参考信号，即虚拟领航机的状态。利用不确定性观测器和扰动观测器，对无人机间气动耦合引起的模型不确定性进行估计和补偿。因此，整个设计包含三个主要部分：用于运动规划的协同滤波器、基线协同控制以及不确定性观测和扰动观测。所提出的编队控制器至少能保证编队跟踪的有界控制性能。若满足特定条件，则可实现渐近编队跟踪控制。本文的主要贡献在于两个方面：1）基于虚拟结构概念解决了虚拟领航机设计的困难；2）针对大量无人机间存在气动耦合的紧密编队飞行，提出了一种鲁棒协同控制器。通过五架无人机紧密编队飞行的数值仿真，验证了所提设计的有效性。
引用
@article{arxiv.1905.01028,
title = {Robust Cooperative Formation Control of Fixed-Wing Unmanned Aerial Vehicles},
author = {Qingrui Zhang and Hugh H. T. Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01028},
year = {2019}
}