基于一致性理論的無人機編隊控制器設(shè)計.pdf

1、在最近的幾場戰(zhàn)爭中無人機都得到了廣泛的應(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。無人機編隊技術(shù)正是在此優(yōu)勢的基礎(chǔ)上而提出,這一技術(shù)將使無人機更好的完成偵察、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,對無人機編隊控制器技術(shù)進行了研究。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編隊控制方法,實現(xiàn)了無人機的隊形保持以及隊形變換要求。在這種方法

2、中,通過對無人機單機運動模型的分析,給出了三維空間內(nèi)無人機編隊的相對運動方程,采用由一階速度、航向、高度保持器構(gòu)造的自動駕駛儀,設(shè)計了比例-積分控制器,通過該控制器的作用,可以使編隊達到預(yù)期隊形,并且在飛行過程中,通過外部輸入指令的作用,可以迅速的完成隊形的變換,保證順利的完成編隊飛行任務(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),描述了無人機編隊之間的通信拓撲關(guān)系;基于一致性理論,給出了具有時變通信時滯的編

3、隊一致性控制算法,利用Lyapunov-Krasosvskii泛函分析了該算法的穩(wěn)定性,通過對仿真實驗的分析,證明了使用該算法可以使編隊達到預(yù)期要求,并且誤差能夠快速收斂,從而驗證了該方法的有效性。
　　最后,針對同時具有通信時滯和輸入時滯的編隊系統(tǒng)進行控制器設(shè)計,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)進行了該算法穩(wěn)定性的分析,通過對仿真實驗結(jié)果的討論,證明了該控制策略可以使系統(tǒng)完成編隊任