基于一致性理論的無人機(jī)編隊(duì)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、在最近的幾場(chǎng)戰(zhàn)爭中無人機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用,它的使用拓展了傳統(tǒng)意義上的戰(zhàn)爭模式概念,不僅僅降低了戰(zhàn)爭成本,更保障了人員的安全。無人機(jī)編隊(duì)技術(shù)正是在此優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上而提出,這一技術(shù)將使無人機(jī)更好的完成偵察、打擊任務(wù),在未來戰(zhàn)爭中具有不可忽視的作用,本文基于一致性理論,對(duì)無人機(jī)編隊(duì)控制器技術(shù)進(jìn)行了研究。論文的主要研究工作如下:
　　首先,給出一種基于比例-積分控制律的無人機(jī)編隊(duì)控制方法,實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的隊(duì)形保持以及隊(duì)形變換要求。在這種方法

2、中,通過對(duì)無人機(jī)單機(jī)運(yùn)動(dòng)模型的分析,給出了三維空間內(nèi)無人機(jī)編隊(duì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程,采用由一階速度、航向、高度保持器構(gòu)造的自動(dòng)駕駛儀,設(shè)計(jì)了比例-積分控制器,通過該控制器的作用,可以使編隊(duì)達(dá)到預(yù)期隊(duì)形,并且在飛行過程中,通過外部輸入指令的作用,可以迅速的完成隊(duì)形的變換,保證順利的完成編隊(duì)飛行任務(wù)。
　　其次,應(yīng)用圖論中鄰接矩陣及拉普拉斯矩陣的定義及其相關(guān)性質(zhì),描述了無人機(jī)編隊(duì)之間的通信拓?fù)潢P(guān)系;基于一致性理論,給出了具有時(shí)變通信時(shí)滯的編

3、隊(duì)一致性控制算法,利用Lyapunov-Krasosvskii泛函分析了該算法的穩(wěn)定性,通過對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的分析,證明了使用該算法可以使編隊(duì)達(dá)到預(yù)期要求,并且誤差能夠快速收斂,從而驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　最后,針對(duì)同時(shí)具有通信時(shí)滯和輸入時(shí)滯的編隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),基于一致性理論給出控制算法,并利用矩陣分析理論和頻域理論中的廣義奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)進(jìn)行了該算法穩(wěn)定性的分析,通過對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論,證明了該控制策略可以使系統(tǒng)完成編隊(duì)任