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1、多无人机同时到达的分散化控制方法袁利平1,陈宗基1,周锐1,孔繁峨2(11北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191)(21洛阳电光设备研究所火力控制技术国防科技重点实验室,河南洛阳471009)DecentralizedControlforSimultaneousArrivalofMultipleUAVsYuanLiping1,ChenZongji1,ZhouRui1,KongFan’e2(11SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstrona
2、utics,Beijing100191,China)(21NationalDefenseKeyLabofFireControlTechnique,LuoyangInstituteofElectro2opticalEquipmentofAVIC,Luoyang471009,China)摘要:多无人机(UAV)同时到达是典型的协同控制问题,在编队飞行、协同攻击中都有应用。以多无人机协同多目标攻击为应用背景,对多无人机同时到达问题进行了研究。考虑到战场环境的动态性和不确定性以及无人机自身的特点,提出一种适用于多无人机同时到达的分散化控制方法,其内容包括仅依靠局部信息交互的分散化控制结构和基于一致
3、性算法的分散化控制策略。为方便操作员控制无人机群体的整体行为,分别设计了引入外部参考信号和虚拟Leader的分散化控制策略。根据路径规划和速度控制的不同特点将二者结合起来,利用它们的互补优势来应对路径误差和突发威胁等不利因素的影响。仿真结果表明,本文提出的分散化控制方法能够实现多无人机同时到达,并且具有很好的灵活性、鲁棒性、可靠性和可伸缩性。关键词:无人机;同时到达;分散化控制;速度控制;路径规划;一致性算法中图分类号:V279文献标识码:AAbstract:Asatypicalcooperativecontrolproblem,simultaneousarrivalofmultipleu
4、nmannedaerialvehicles(UAVs)findsitsapplicationinformationflight,cooperativeattack,etc.Inthisarticle,simultaneousarrivalofmultipleUAVsisinvestigatedforsuchapplicationsascoordinatedtargetinterceptbymultipleUAVs.Con2sideringthecharacteristicsofchangingbattlefieldandthelimitationsofUAVs,adecentralized
5、controlmethodispresented,whichconsistesofadecentralizedcontrolarchitecturerelyingonlyonlocalinformationinterac2tionsanddecentralizedcontrolstrategiesbasedonconsensusalgorithms.Decentralizedcontrolstrategieswithanexternalreferencesignalandavirtualleaderwhichhavebeenintroducedrespectivelyareprovided
6、foropera2torstocontrolthemotionofUAVsasawhole.Pathplanningandvelocitycontrolarecombinedtoweakentheinfluenceofpatherrorandpop2upthreats.SimulationresultsshowthatthesimultaneousarrivalofmultipleUAVscanberealizedwithexcellentflexibility,robustness,reliabilityandscalabilitybytheproposeddecen2tralizedc
7、ontrolmethod.Keywords:unmannedaerialvehicles;simultaneousarrival;decentralizedcontrol;velocitycontrol;pathplan2ning;consensusalgorithm多架无人机(UAV)在协同完成任务时常常需要同时到达相同或不同的目标位置[123],例如,从不同机场起飞的多架无人机在某一位置集结以形成紧密编队,为增加打击
