时延条件下多无人机系统鲁棒编队跟踪控制

作     者：廖剑 何静 贾临生 郭正玉 周绍磊 罗德林 

作者机构：赣南师范大学物理与电子信息学院 海军航空大学航空基础学院 中国空空导弹研究院 空基信息感知与融合全国重点实验室 厦门大学航空航天学院 

出 版 物：《中国科学:技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2024年第54卷第10期

页      面：2017-2029页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：空基信息感知与融合全国重点实验室与航空科学基金联合项目(编号:20220001068001)资助 

主　　题：多无人机系统 一致性 时延 外部扰动 编队跟踪控制 

摘      要：针对同时存在时延及外部扰动条件下的多无人机系统编队跟踪控制问题,提出了一种基于leader-follower(领导-跟随)控制构型的鲁棒控制方法.首先,基于一致性控制理论,设计了存在时延与外部扰动的分布式编队跟踪控制协议.然后,将控制协议代入系统模型,通过变量替换将多无人机系统的编队跟踪控制问题转化为时延系统的渐进稳定性问题.进一步,利用构造的线性矩阵不等式组计算出保证时延系统稳定的最大容许时延上界,同时通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的渐近稳定性与时延上界计算方法的正确性.最后运用5架无人机构成的多无人机系统进行数值仿真实验,结果表明所设计的控制协议能够在同时存在时延及外部扰动的条件下快速平稳地实现编队跟踪控制.