一种分布式多无人机协同定距盘旋跟踪制导律

多无人机协同跟踪运动目标既可以全方位探测目标信息,又可以应对外界视线干扰,降低丢失目标的概率,因而具有重要研究意义。基于Unicycle模型提出了一种仅需目标和邻近无人机信息的分布式协同定距跟踪制导律,解决了传统Leader-Follower方法中编队过于依赖Leader的问题,提高了编队网络的鲁棒性。针对静止目标设计了基于相对距离与视线角的分布式多无人机协同制导律,并证明了系统稳定性;该制导律推广至对匀速及变速目标的跟踪制导;利用飞行控制器、模拟飞行软件X-Plane和仿真软件MATLAB/Simulink对上述静止、匀速和变速3种运动模式的目标分别进行协同跟踪半实物仿真,结果验证了所提制导律的有效性。

多无人机协同目标跟踪制导律设计

多无人机在协同跟踪地面移动目标上具有鲁棒性强、侦查精度高、任务效率高等优点,因此具备重要的研究意义。为了解决传感器信息受限存在的局限性,如何利用尽可能少的目标状态信息实现对目标的稳定跟踪是当前固定翼无人机实现定距盘旋跟踪的主要问题之一。首先,针对地面目标,设计了一种基于距离变化率的无人机定距盘旋跟踪制导律,相比于其他制导律所需的目标信息更容易获取;其次,在跟踪稳定的基础上,为了解决单无人机可能存在视线被干扰丢失目标的情况,设计了邻机之间相位差相等的多无人机协同制导律,将两个制导律相结合形成的多无人机协同目标跟踪制导律,用以解决多无人机协同目标跟踪制导问题;再次,设计了相应的李雅普诺夫函数,证明多无人机协同跟踪闭环系统的稳定性;最后,通过对变速移动目标的跟踪实验仿真,其结果验证了该方案的有效性与可行性。