无人机集群对地攻击时空协同控制策略

针对三维战场环境下无人机集群协同对地打击问题,提出了一种基于预设时间收敛的无人机集群时空协同控制方法.首先,对无人机集群对地攻击任务场景及其相关要素进行了分析,并建立了无人机集群、地面运动目标和攻击问题模型.在问题建模的基础上,考虑无人机集群的时空协同策略,设计三维空间无人机集群对地攻击的时空协同控制律.所提出的时空协同控制律能够控制无人机集群在指定的时间内到达期望的攻击位置,实现对地面运动目标的时空协同攻击.通过基于李雅普诺夫函数的理论分析,证明了所提出的控制律能够在预设时间条件下使攻击位置误差变量渐进稳定.仿真结果表明,在地面运动目标转弯运动的情况下,所提出的协同控制律能够实现无人机集群的时空协同,在指定的时间内完成对地面运动目标的多角度协同攻击.

基于扩张状态观测器的运输机多故障容错控制

针对含有传感器与舵面故障的运输机姿态跟踪问题,提出了一种基于扩张状态观测器的反步容错控制方法。采用状态观测器与控制器分开设计的方法,设计含神经网络的扩张状态观测器估计系统状态、传感器和舵面故障信息。在此基础上,利用状态估计值代替实际状态,采用反步法设计姿态角跟踪控制律,并引入指令滤波器提高反步法的控制性能,基于Lyapunov稳定性理论推导证明了闭环系统跟踪误差的最终有界收敛。仿真结果表明,在系统存在传感器与舵面多故障的条件下,所提方法依然可以实现运输机姿态角的稳定跟踪。

四旋翼无人机预设性能反步轨迹跟踪控制

针对四旋翼无人机轨迹跟踪过程中存在外界干扰和跟踪误差估计的问题,设计了一种基于双闭环的预设性能函数约束的反步自适应控制方法。首先,将四旋翼无人机系统转化为位置外环和姿态内环的双闭环系统,利用性能函数通过误差转换将输出约束问题转化为无约束问题;然后,根据反步自适应方法分别对位置子系统和姿态子系统设计控制器,设计指数干扰观测器对参数不确定和外界干扰进行估计。仿真结果表明,所设计的控制器既能保证系统的稳定性和鲁棒性,又具有良好的瞬态误差跟踪特性。