基于滑模的多无人机系统协同编队控制

针对具有非完整约束的多无人机系统编队控制问题,提出了一种基于滑模的协同编队控制算法。控制目标是使多无人机系统能够收敛到期望编队,并且能够跟踪上期望的运动轨迹。在领导-跟随结构中,编队的期望运动轨迹由一个动态的虚拟领导者来表示,仅部分跟随者先验已知虚拟领导者信息,并且所有跟随者之间只能局部交互信息。首先,采用分布式状态观测器,使所有跟随者能够在有限时间内估计出虚拟领导者的状态。然后,利用该观测器的估计状态,提出了基于滑模的协同编队控制算法。最后,基于李雅普诺夫稳定性理论证明了多无人机系统的稳定性,并且通过5架无人机的仿真验证了所提算法的有效性。

基于Leader-Follower的多无人机编队轨迹跟踪设计

针对四旋翼无人机(UAV)群在轨迹跟踪过程中易受外界干扰而引起跟踪误差的问题,设计了基于Leader-Follower的多无人机协同编队轨迹跟踪控制方法。在该系统中,首先通过积分反步法(IBS)对所建四旋翼飞行器模型设计Leader无人机的轨迹跟踪控制器。其次设计了滑模控制(SMC)器,以控制Leader与Follower无人机实现期望的编队队形并同时跟踪参考轨迹。然后通过数值仿真验证了算法的有效性,仿真结果表明,系统具有良好的控制精度。最后通过视觉定位系统进行实验,结果表明所设计的控制器能够实现多个无人机轨迹跟踪和编队控制,所设计的算法具有可行性。