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通讯时延和外部干扰下多无人机事件触发滑模编队控制

2022-09-28冀明飞廖佳文

辽宁石油化工大学学报 2022年4期
关键词:设计

冀明飞,李 涛,廖佳文,杨 欣

(南京航空航天大学 自动化学院,江苏 南京 210016)

近年来,随着计算机和通讯网络的发展,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)编队控制问题引起了学者的广泛兴趣,并取得了许多优秀的成果[1-2]。UAV编队控制方法主要分为领航-跟随法、虚拟结构法、基于行为法和基于一致性理论法四大类。领航-跟随法由于其稳定性好和灵活性强的优点被广泛采用,并取得了丰硕的成果。文献[3]利用领航-跟随法,研究了具有开关拓扑的多智能体的可控性问题。

UAV飞行环境极其复杂,因此外部干扰的影响是不可忽视的。针对控制系统中存在的干扰,学者们开展了大量的研究[4-5]。文献[6]研究了外部扰动下编队系统轨迹跟踪控制问题,采用滑模控制器技术保证了系统的鲁棒性。同时,编队内各UAV间的通信总会受到通信带宽、电磁干扰、设备故障等因素的影响。因此,为了避免过量的数据传输造成网络波动,研究人员提出切换事件触发机制[7]和动态事件触发机制[8等事件触发机制[9],并进行了大量改进。然而,大量的数据丢失可能会降低系统性能。为了取得数据传输量和控制性能之间的平衡,文献[10]提出了包含更多已传输数据的记忆事件触发机制。此外,通讯时延会造成网络化系统控制性能下降甚至失稳。为此,学者开展了大量研究,文献[11-12]通过构造滑模面来补偿通讯时延,并提出了滑模控制设计方案。因此,需要将记忆事件触发和滑模控制结合以解决通讯网络中存在的时延与干扰等影响。……

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