异构无人集群分组编队自适应跟踪合围控制

针对异构无人集群在目标机动形式未知情形下的分组跟踪合围控制问题,基于输出调节策略提出一种分布式分层协同控制框架。系统中各类智能体的模型均为异构的,领导者以期望输出队形跟踪目标输出的同时,驱动跟随者的输出收敛至多领导者的凸包内部。基于观测器理论、一致性理论和自适应控制理论,设计了含时变耦合权值的分布式跟踪合围控制协议,克服了控制输入对全局信息的依赖,并实现对目标未知控制输入的有效抑制。进一步分析得到期望输出编队的可行性条件,并利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性。最后,通过仿真实例验证了提出的控制策略能够实现无人机无人车异构分组编队对目标的跟踪合围。

离散高阶多自主体系统的编队-合围跟踪控制

针对由1个虚拟领导者、多个编队领导者和跟随者组成的多自主体网络,考虑时变时延,研究离散高阶多自主体系统的编队-合围跟踪控制问题.首先,分别针对编队领导者和跟随者设计编队和合围跟踪控制协议,通过状态转换将系统的编队-合围跟踪控制问题转变为误差系统的稳定性问题;其次,利用图论及Lyapunov稳定性定理,以线性矩阵不等式的形式给出协议有效的充分条件;最后,通过仿真实验验证该编队-合围跟踪控制协议的有效性.结果表明:所设计的协议可以使编队领导者形成所要求的编队,跟随者自主体趋于编队领导者形成的凸包中,同时整体多自主体系统能零误差地跟踪虚拟领导者的运行轨迹.

考虑未知输入的异构集群系统群体智能合围跟踪控制

集群系统合围跟踪控制是群体智能涌现在运动控制层面的实现途径之一,在智能化战争时代具有广阔的应用前景.本文面向未来空地群体智能作战中护卫任务的应用需求,聚焦军品押送、重要人物护送等典型任务场景,研究了异构集群系统考虑领导者具有未知输入的分布式编队-合围跟踪控制问题,以实现复杂环境下空地协同智能作战.首先引入代数图论知识,建立具有未知输入的异构集群系统模型,提出了一种编队构型生成系统.之后结合自适应控制律,利用邻居局部信息交互设计了基于边的分布式编队-合围跟踪控制器,并证明了闭环系统的稳定性.此外,对异构集群系统涌现出的更复杂的群体智能特征进行了分析与总结.最后,通过数值仿真验证了本文所提出的方法能够实现预期的编队-合围跟踪控制,并建立了实物等效验证系统,对控制方法的有效性进行了验证,为实际情况下大规模空地协同智能作战提供了有力的理论支撑.