基於超扭曲算法的無人機動態逆編隊控製器設計

       對擾動條件下的無人機編隊飛行控製係統,研究了一種將非線性動態逆(nonlinear dynamic inver-sion,NDI)理論與超扭曲算法相結合的非線性編隊控製方法。以其中一架僚機的編隊控製器設計為例,在無人機質心動力學和運動學模型的基礎上,建立了基於偏差的編隊控製係統,從而將編隊控製問題轉化為僚機的路徑跟蹤問題;在二階滑模控製中超扭曲算法的基礎上,設計了僚機的 NDI 控編隊控製器,以消除滑模算法中存在的抖振現象,並實現對位置指令的跟蹤及幹擾的抑製。最後以3架編隊無人機構成的編隊飛行控製係統為例,對此方法進行了數學仿真,仿真結果表明基於該方法的編隊控製係統具有良好的穩定性和魯棒性。

        多無人機(unmanned aerial vehicle,UAV)協同搜索是多UAV協同一個重要研究方向。隨著戰場環境的複雜化,UAV對動態時敏目標的搜索顯得尤為重要。針對動態時敏目標的運動特性,首先建立動態時敏目標的運動預測模型,為了降低由於目標運動造成的不確定性以及優化UAV的搜索性能,在采用貝葉斯理論對目標存在概率進行更新的基礎上,研究了一種基於高斯分布的目標轉移概率密度,通過計算得到動態時敏目標的存在預測概率,然後合理建立UAV協同搜索的性能指標函數,在分布式模型預測控製框架下,將多UAV集中式在線優化問題轉化為各架UAV的分布式在線優化問題,最後對性能指標函數進行優化求解。通過仿真驗證了所提方法的有效性。


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