杨宇龙, 王小平, 林秦颖, 狄方旭, 刘哲

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

多UAV路径跟踪协同编队机动指令决策算法

杨宇龙, 王小平, 林秦颖, 狄方旭, 刘哲

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

针对多UAV在空间路径跟踪下的协同编队控制问题,设计了一种机动指令决策算法。对单架UAV的路径跟踪引入视距导航算法并进行改进,得到航迹方位角和航迹倾斜角的参考指令;对于多UAV协同编队控制,应用图论知识得到空速大小的参考指令;依据参考指令,通过函数解析与数值编程相结合的方法计算出机动指令。仿真结果表明,该算法能够有效控制多UAV从任意初始状态进行预期的路径跟踪协同编队飞行。

多无人机; 路径跟踪; 协同编队; 机动指令

0 引言

多UAV的自主协同,以多UAV的路径跟踪协同编队控制技术为基础,而相应的机动指令决策算法更是其中必不可少的关键环节和重要技术。无人机应用广泛,主要执行复杂的、繁重/重复或具有一定危险性的任务。如果采用多UAV协同编队飞行,则能更好地提高无人机的执行效率[1]和完成任务的成功率[2]。

国内外对多无人机的协同编队控制已经开展了大量的研究。基于领航跟随法和行为分解法的思想,针对多无人机编队飞行控制算法的研究有很多,并且取得了不错的仿真效果[3-4]。在国内,文献[5]采用路径函数的方法解决了二阶多智能体沿多条正则曲线的编队控制问题。类似的思想被用于空间多飞行器的路径跟踪协同控制[6]。……