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结合速度观测器和方向信息的无人机编队控制

Integration of velocity observers and direction information for UAVs formation control
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摘要 针对现阶段基于方向信息的编队跟踪控制方法需要提前预知系统期望速度的问题,提出了基于分布式速度观测器的无人机群编队控制策略。通过速度观测器和基于方向信息的编队控制器的结合,解决了部分无人机在编队过程中无法直接获取速度信息的问题。系统的编队采用了领导者-跟随者结构,通过改变领导者的相对位置来完成缩放任务。控制器的设计引入了旋转矩阵来实现编队系统的旋转任务,然后通过Lyapunov方法证明了控制器的稳定性。最后通过仿真软件的缩放和旋转试验证明了控制策略的有效性。 Addressing the issue of current bearing-based formation tracking control methods requiring prior knowledge of the desired system velocity,the unmanned aerial vehicles(UAVs)formation control strategy based on distributed velocity observers is proposed.By combining velocity observers with bearing-based formation controllers,the problem of certain drones being unable to directly obtain velocity information during the formation process is resolved.The formation of the system employs a leader-follower structure,where scaling tasks are accomplished by altering the relative position of the leader.The design of the controller introduces a rotation matrix to achieve rotation tasks for the formation system.The stability of the controller is then proven using the Lyapunov method.Finally,the effectiveness of the control strategy is demonstrated through scaling and rotation simulation experiments by using a simulaiton software.
作者 张翔 彭凌西 陈天伟 ZHANG Xiang;PENG Lingxi;CHEN Tianwei(College of Information Technology,Urban Vocational College of Sichuan,Chengdu 610110,China;School of Mechanical and Electrical Engineering,Guangzhou University,Guangzhou 510006,China)
出处 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2024年第1期77-82,共6页 Flight Dynamics
基金 国家自然科学基金资助(12171114) 四川省高等教育学会2021年教育信息化研究高等教育重点课题(GJXHXXH21-ZD-08) 2023年度河南省重点研发与推广专项(232400410357)。
关键词 编队控制 速度观测器 相对方向 编队缩放 编队旋转 formation control velocity observer relative bearing scaling formation rotation formation
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参考文献4

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