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无人机-无人车异构时变编队控制与扰动抑制 被引量：11
1
作者 周思全 董希旺 +1 位作者 李清东 任章 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期128-139,共12页
研究了无人机-无人车异构系统时变输出编队控制与扰动抑制问题,要求多无人机与无人车在受到未知外部扰动的情况下,保持设计的输出时变编队构型。首先,对无人机与无人车进行单体运动学与动力学建模,同时建立扰动模型,并引入代数图论概念... 研究了无人机-无人车异构系统时变输出编队控制与扰动抑制问题,要求多无人机与无人车在受到未知外部扰动的情况下,保持设计的输出时变编队构型。首先,对无人机与无人车进行单体运动学与动力学建模,同时建立扰动模型,并引入代数图论概念,建立异构集群系统的协同控制模型。然后,对各无人机-无人车设计了具有分层架构的分布式时变输出编队控制器,包含基于一致性理论的编队中心估计项和基于内模原理的扰动抑制补偿项。进一步分析异构系统实现输出时变编队的可行性条件,给出了分布式编队控制器的参数选取算法,并证明了时变编队控制器构成的闭环系统的稳定性。最后,通过仿真算例来验证所设计的编队控制器的有效性。 展开更多
关键词 无人机-无人车 异构系统 分布式控制 时变输出编队 扰动抑制
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无人机-无人车跨域编队跟踪的分布式博弈策略 被引量：1
2
作者 石哲鑫 冯永进 +3 位作者 于江龙 董希旺 李清东 任章 《无人系统技术》 2024年第2期28-38,共11页
针对无人机-无人车跨域系统的编队跟踪与扰动抑制问题,开展了领-从架构下考虑存在扰动的跨域编队跟踪的分布式博弈策略研究。首先,建立了含扰动的无人机-无人车编队跟踪模型,每架无人机只使用局部信息来最小化自己的性能指标,而整个跨... 针对无人机-无人车跨域系统的编队跟踪与扰动抑制问题,开展了领-从架构下考虑存在扰动的跨域编队跟踪的分布式博弈策略研究。首先,建立了含扰动的无人机-无人车编队跟踪模型,每架无人机只使用局部信息来最小化自己的性能指标,而整个跨域系统试图寻求基于通信拓扑的最优决策。其次,提出了一种最差扰动下的博弈策略,并严格证明了系统中存在纳什均衡。然后,引入了一个分布式终端状态观测器,得到了所提出博弈策略的局部实现。最后,搭建了一套无人机-无人车跨域系统验证平台,并通过一个跨域编队跟踪应用案例验证了所提出分布式博弈策略不仅可以有效地抑制扰动,还能形成期望编队队形,并且性能指标在数值仿真和实物试验下的差异不超过0.6%,证明所提出分布式博弈策略有良好的实用性。 展开更多
关键词 跨域系统 编队跟踪 扰动抑制 博弈策略 纳什均衡 分布式观测器 无人机-无人车
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一种无人机-无人车编队系统容错控制方法 被引量：4
3
作者 马亚杰 王娟 +1 位作者 姜斌 龚建业 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期177-190,共14页
针对多无人机(UAVs)-多无人车(UGVs)编队控制系统通信链路加性故障问题,提出了一种基于分布式自适应观测器的容错编队控制算法。对四旋翼无人机控制系统和两轮驱动式无人车控制系统进行模型转换,并构造多无人机-多无人车编队控制系统数... 针对多无人机(UAVs)-多无人车(UGVs)编队控制系统通信链路加性故障问题,提出了一种基于分布式自适应观测器的容错编队控制算法。对四旋翼无人机控制系统和两轮驱动式无人车控制系统进行模型转换,并构造多无人机-多无人车编队控制系统数学模型;基于“虚拟领导者-跟随者”拓扑结构,利用邻接智能体的局部信息设计分布式自适应观测器,实现在通信链路故障下对虚拟领导者状态的观测;基于反步法设计多无人机-多无人车编队控制系统自适应容错编队控制器保证系统的编队跟踪性能。最后,在由3架四旋翼无人机和3辆两轮驱动式无人车组成的编队系统中进行仿真,结果验证了所设计自适应观测器和控制器的有效性。 展开更多
关键词 异构多智能体系统 多无人机-多无人车编队系统 通信链路加性故障 容错编队跟踪 自适应控制
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基于状态变换卡尔曼滤波的无人机/无人车跨域协同导航 被引量：1
4
作者 罗新灿 王茂松 +1 位作者 崔加瑞 吴文启 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期1189-1195,1202,共8页
在高楼密集的城市环境下,无人车在密集街道中工作时无法接收到有用的GNSS信息,只能依靠其他传感器进行导航,精度较差。针对这一问题,提出了一种基于状态变换卡尔曼滤波的无人机/无人车跨域协同导航方法,协同编队中的无人机节点飞行在楼... 在高楼密集的城市环境下,无人车在密集街道中工作时无法接收到有用的GNSS信息,只能依靠其他传感器进行导航,精度较差。针对这一问题,提出了一种基于状态变换卡尔曼滤波的无人机/无人车跨域协同导航方法,协同编队中的无人机节点飞行在楼宇上空可接收到GNSS信号的区域,无人车节点工作在无GNSS信号的街道,节点之间可通过相对测量传感器和数据链路进行导航信息交互。为进一步提高协同导航精度,利用基于状态变换卡尔曼滤波的方法对导航信息进行融合,估计出各无人车的导航误差并进行修正。仿真结果表明,采用该方案进行协同导航,主无人车最大位置误差小于3 m,与传统方法相比水平位置均方根误差降低了80.62%;从无人车最大位置误差小于5 m,2个从无人车水平位置均方根误差分别降低了74.24%和77.99%。 展开更多
关键词 协同导航 无人机/无人车编队 状态变换卡尔曼滤波
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执行器故障下无人机无人车异构编队控制
5
作者 杨荟憭 张博 胡猛 《飞控与探测》 2024年第1期14-20,共7页
针对存在执行器故障的无人机无人车异构系统,研究了编队跟踪容错控制问题。首先,异构系统采用有向图的拓扑结构,且并非所有无人机/车都能接收到参考信号,故在充分考虑无人机/车运动学模型存在较大差异的前提下,设计了一种针对两类系统... 针对存在执行器故障的无人机无人车异构系统,研究了编队跟踪容错控制问题。首先,异构系统采用有向图的拓扑结构,且并非所有无人机/车都能接收到参考信号,故在充分考虑无人机/车运动学模型存在较大差异的前提下,设计了一种针对两类系统都通用的分布式信号估计器来获取参考信号的信息。然后,基于参考信号估计值,利用鲁棒自适应控制理论,提出了形式统一的分布式容错控制协议。该协议无需获取精准故障信息,就能有效地补偿故障对异构系统性能的影响,确保异构系统在故障情况下仍能按照预先设定的编队构型跟踪上外界参考信号。最后,通过仿真试验验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 无人机无人车异构系统 容错控制 编队控制 执行器故障 轨迹跟踪
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基于状态空间MPC的无人机无人车联合运动控制 被引量：1
6
作者 周锐森 冯友兵 《计算机与数字工程》 2021年第11期2383-2390,共8页
针对四旋翼无人机无人车联合运动缺乏对系统成员姿态约束的问题,研究了一种基于模型预测控制(MPC)的分布式联合运动控制方法。基于虚拟结构法,使用虚拟领航者策略,以虚拟领航者提供参考轨迹及参考速度,分别在各无人器平台上转换成各自... 针对四旋翼无人机无人车联合运动缺乏对系统成员姿态约束的问题,研究了一种基于模型预测控制(MPC)的分布式联合运动控制方法。基于虚拟结构法,使用虚拟领航者策略,以虚拟领航者提供参考轨迹及参考速度,分别在各无人器平台上转换成各自所需的预测时域信息,结合推导的各无人器的状态空间模型滚动优化实现预测控制。限定四旋翼高度方向运动状态与偏航角,构造以俯仰角、横滚角与重力加速度乘积为位置运动输入的状态空间模型,将无人机内环姿态控制约束加入位置运动,增强飞行稳定性。改良无人车状态空间模型,增加速度信息得到可提供位置速度追踪的增广状态空间模型,增强运动追踪能力。仿真表明在满足无人器姿态约束条件下,能够保证联合运动的位置速度精度。 展开更多
关键词 无人机无人车联合运动 模型预测控制 虚拟领航者
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