张 毅, 方国伟, 杨秀霞

(1.海军航空大学航空作战勤务学院, 山东 烟台 264001; 2.海军航空大学岸防兵学院, 山东 烟台 264001)

0 引 言

当前,无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)编队控制[1-3]是学者们研究的热点问题之一。

UAV编队常被应用在执行类似人员搜救、对地面和海面目标侦查探测等一些特殊的任务,目标跟踪就是其中一项重要的任务[4-6]。因此,一些学者将目标跟踪与编队控制问题结合起来进行研究[7-9]。文献[7,9]分别基于Leader-Follower结构和虚拟结构编队,设计了Leader无人机趋近目标的制导律和Follower无人机跟踪Leader无人机的制导律,实现UAV编队对目标的Standoff跟踪。文献[10]中呈现了基于卡尔曼滤波器的多UAV目标编队控制,利用Laplacian矩阵刻画UAV间的通信连接,并应用卡尔曼滤波器实现了多UAV编队对目标轨迹的跟踪。

随着对控制要求的提高,对于编队控制性能也有了更高的要求,不仅对系统的稳态性能有所要求,对瞬态性能也有一定的要求,并且很多情况下还对系统收敛的时间,即编队形成时间也有一定的要求[11-13]。在这种背景下,希腊学者Bechlioulis等[14]首次提出预设性能控制(prescribed performance control, PPC)的概念,作为一种能够预先描述系统稳态与瞬态性能的方法,其核心的控制思想就是在确保目标跟踪的误差能够收敛到预设的任意小的区域的同时,还能够保证对超调量以及收敛速度的要求[15]。许多学者在此基础上又进行了研究,并将其应用在一些实际的场景下[16-18]。文献[16]将预设控制应用到二阶的多智能体Leader-Follower编队结构的控制中,并在一致性控制的基础上,通过单独对Leader智能体设计性能控制律,实现编队整体的性能控制。……