多旋翼编队的分布式控制方法研究
2021-08-06李洪奎
沈阳理工大学学报 2021年2期
关键词:模型
税 歆,李洪奎
(沈阳理工大学 自动化与电气工程学院,沈阳110159)
由于单架多旋翼的负载与续航有限,以及任务需求逐渐复杂化与多样化,通常使用数架搭载不同传感器或精密仪器的多旋翼协同合作完成指定任务[1]。任务进行过程中,需要根据异构多旋翼之间的工作分配,规划并保持稳定的多旋翼编队队形[2]。因此研究多旋翼编队的控制方法十分必要。
目前,最为常用的编队控制方法为领航-跟随者,该模式选定某一特殊个体作为长机,其他无人机作为僚机[3]。由于实际运行中存在时变干扰,且长机没有僚机的位置反馈,将导致时变干扰与系统误差之间存在积分效应,因此编队系统的稳定情况将完全取决于长机运行情况与实际环境的干扰强度。针对该问题有两种解决途径:一种是结合自适应理论设计编队控制器,并实现动态反馈[4];另一种是利用虚拟领航者来替代长机的功能,即虚拟领航者方法[5-6]。两种方法虽然都解决了上述问题,但前者仍然依赖长机的正常运行;而后者虽然不依赖某一特殊个体,但由于编队控制系统不存在反馈回路,依然无法抵抗时变干扰。
近年来,基于分布式的编队控制方法逐渐趋于成熟,分布式结构不存在中心化概念,而且个体间存在信息交互[7-9],该方法能有效解决领航-跟随者方法存在的固有缺陷。李文皓等[10]根据个体间的相对位置偏差将队型保持划分为四种状态,设计分布式保持策略算法,将散乱的无人机先组成小编队后再进一步互相靠近组成大的编队,最终实现队形保持。……
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