NUIO無人機作動器故障檢測通信延遲下無人機編隊重構自主安全控製

       受未知氣流幹擾與隨機噪聲影響的無人機縱向係統進行作動器故障檢測研究.在建立固定翼式無人機非線性係統縱向模型的基礎上,設計了基於容積卡爾曼濾波(CKF)的非線性未知輸入觀測器(NUIO).通過構造未知輸入觀測器結構來解耦未知氣流幹擾對殘差的影響,同時,CKF被算法用於求解觀測器增益矩陣,實現了在未知氣流幹擾解耦情況下殘差對隨機噪聲的魯棒性.最後,利用殘差x2檢驗方法判斷故障是否發生.仿真結果表明:此方法能有效解耦未知幹擾對殘差的影響,並快速、準確地檢測出了無人機作動器故障.

       多架無人機協同執行任務是未來網絡化戰場上的一種重要作戰要求,然而複雜戰場環境的變化極大地影響無人機編隊的生存能力.為了自主安全地實現複雜戰場環境中存在通信延遲的無人機編隊重構控製,構建基於分層結構的無人機編隊重構的自主安全控製架構.然後,提出一種基於納什談判的分布式預測控製(Nash bargaining solution-distributed model prediction control,NBS-DMPC)的新方法.針對存在通信延遲的問題,設計了基於信息濾波算法的信息補償方法.最後,仿真實驗表明所提算法能夠自主安全地控製無人機編隊重構並能有效降低問題的求解規模.同時仿真結果也驗證了所提信息濾波算法在通信時延下的有效性。

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