多无人机编队避障和编队重构方法

针对多无人机(UAV)编队飞行过程中的避障和故障问题,提出一种编队动态变换与重构方法。编队内UAV将障碍物和其余UAV作为动态威胁,根据当前飞行环境自适应地改变航迹评价函数的得分权重,提高编队在动态环境下的避障能力;当编队中某一UAV故障时,对剩余UAV进行编队队形重构,改变动态窗口法(DWA)目标函数中僚机相对于长机的位置,实时调整得到新的编队,从而实现容错编队飞行。仿真实验结果表明,所提编队避障和重构方法能够实现动态避障以及单机故障或动力不足情况下的容错编队飞行;与传统DWA相比,所得到的编队无人机间距离误差更小。

一种无人机-无人车编队系统容错控制方法

针对多无人机(UAVs)-多无人车(UGVs)编队控制系统通信链路加性故障问题,提出了一种基于分布式自适应观测器的容错编队控制算法。对四旋翼无人机控制系统和两轮驱动式无人车控制系统进行模型转换,并构造多无人机-多无人车编队控制系统数学模型;基于“虚拟领导者-跟随者”拓扑结构,利用邻接智能体的局部信息设计分布式自适应观测器,实现在通信链路故障下对虚拟领导者状态的观测;基于反步法设计多无人机-多无人车编队控制系统自适应容错编队控制器保证系统的编队跟踪性能。最后,在由3架四旋翼无人机和3辆两轮驱动式无人车组成的编队系统中进行仿真,结果验证了所设计自适应观测器和控制器的有效性。