摘要：针对多无人机执行编队飞行任务过程中在时间、空间、姿态多维度协同配合的问题,提出了一致性算法和领航跟随法相结合的无人机编队控制方法。基于领航跟随法将无人机分为领航机和跟随机,领航机和跟随机共同组成无人机编队。在此基础上设计了无人机运动学模型和基于一致性算法的编队控制器。实现了无人机编队飞行控制系统,控制多无人机执行协同探测编队飞行任务。最后,使用三台无人机开展飞行实验,验证了该编队飞行控制方法的有效性,为使用无人机模拟卫星来测试星载有效载荷设备提供了支持。

摘要：为解决多无人车编队在存在运动目标、移动威胁与突发威胁等多种情况的复杂环境中的避障问题,设计了一种基于刚性图论和流体扰动算法的多无人车编队避障控制算法。首先,针对编队控制问题,采用图论方法描述多无人车之间的协同关系,利用无人车之间的距离约束,基于反步控制理论设计领航-跟随编队控制器。李雅普诺夫分析表明,期望的编队形状是渐近稳定的。其次,针对复杂动态障碍物环境下的编队避障问题,设计了基于流体扰动算法的避障路径规划方法,由领航无人车规划出编队的行驶路径,实现编队的整体避障。最后,基于MATLAB的仿真结果验证了所提算法的有效性。

摘要：针对差速驱动轮式移动机器人的队形可变编队控制问题,首先基于领航跟随法将编队分解为领航机器人与跟随机器人对,控制任务转化为跟随机器人与领航机器人间的可变期望距离和角度的跟踪控制。然后通过定义控制状态误差变量在直角坐标系中导出误差控制模型,运用输入输出线性化方法设计了以驱动轮转速为控制输入的控制器,并编写了控制算法和绘制了控制器结构图。最后,利用仿真研究验证了所提控制器的有效性与合理性,通过对编队控制系统误差的渐近稳定,实现了实时编队控制目标。

摘要：为使轮式移动机器人编队能在某些特殊地形中沿着狭长路线顺利地执行任务,需要通过控制实现所有移动机器人沿着相同的路径运动。为了实现这一编队运动控制任务,本研究采用了领航跟随法的控制策略。首先,将目标路径曲线设计成动态跟踪目标的形式,通过动态跟踪目标中的相对曲率实现领航者对目标曲线精确跟踪。然后,找出领航机器人与跟随机器人的相对角度和目标轨迹曲线之间的关系,采用双闭环控制器设计思路实现领航者和跟随者沿相同轨迹运动。在双闭环控制器中,外环采用直接Lyapunov函数方法构造姿态控制器,内环使用时变障碍Lyapunov函数法构造力矩控制器。最后,基于Matlab进行数值仿真,验证所提控制策略的有效性和鲁棒性。

摘要：航迹规划是实现无人机高效任务管理的关键环节之一。针对队形保持的多无人机协同航迹规划问题,引入队形力这一概念,对传统领航跟随法进行改进,提出了一种基于领航跟随法和人工势场法相结合的多机协同航迹规划算法,并利用MATLAB软件对上述算法进行了仿真实验,验证了此算法的正确性。

摘要：针对低通信负载下的多移动机器人编队控制进行研究。通过坐标变换和引入侧滑增量定义了非完整约束轮式移动机器人的运动学模型,显式满足纯滚动条件。提出领航编队控制策略,通过领航者对跟随者的单向通信和映射领航者规划,将系统编队问题转换为新模型下的分布式一致性控制问题。针对跟随者的转速与线速度设计了2级指数趋近滑模控制器,实现相对于领航者轨迹误差的快速收敛,并通过Lyapunov理论对控制器进行稳定性分析。数值仿真表明:所提策略可以满足多移动机器人队形保持和队形变换的任务要求,验证了理论分析的正确性和有效性。

摘要：针对多四旋翼无人机编队在巡航飞行过程中队形形成和保持问题,采用分布式模型预测控制方法将该问题转化为在线滚动优化问题.建立线性时不变的编队运动模型,进而在考虑状态和输入约束,不考虑时延、外界干扰、噪声的情况下,利用领航跟随策略设计一种分布式模型预测控制器,通过引入自身和邻居的假设状态轨迹设计代价函数.其中邻居信息的交互是在有向、时不变通信拓扑结构下进行的.基于该控制器,无人机能够在跟踪目标轨迹的同时,快速形成预先设定的队形并保持队形飞行.通过引入终端等式约束保证系统稳定,进而将目标函数作为Lyapunov函数,给出编队系统渐近稳定的充分条件.最后,利用6架无人机仿真验证控制算法的有效性和优越性.

摘要：针对多车辆系统大间距编队控制问题,设计了一种分布式的改进模型预测控制(MPC)方法。建立二阶2自由度非完整约束模型及基于领航跟随法的编队模型。修正线性化展开点,优化MPC预测模型,提升系统保守性,增强实时轨迹跟踪性能。通过滚动优化完成编队控制。仿真实验结果验证了所提控制方法的有效性与可靠性。

摘要：以编队中各车辆的运动学模型为基础,在跟随领航者体系下建立新的车辆编队系统动态模型.设计带有固定离轴点的输入输出反馈线性化跟踪控制器,将跟随车辆与领航车辆的跟踪问题转化为特定误差系统的控制问题.利用图论将所设计的跟踪控制器扩展到车辆编队控制中,并对所设计的控制器在不同领航跟随关系下的编队控制效果进行仿真验证.

摘要：以编队中各车辆的运动学模型为基础,在跟随领航者体系下建立新的车辆编队系统动态模型.设计带有不定离轴点的输入输出反馈线性化跟踪控制器,将跟随车辆与领航车辆的跟踪问题转化为特定误差系统的控制问题.利用图论将所设计的跟踪控制器扩展到车辆编队控制中,并对车辆编队控制效果进行仿真验证.