如何進(jìn)行無(wú)人機(jī)的編隊(duì)控制的詳細(xì)介紹和仿真說(shuō)明

　　根據(jù)實(shí)際情況，在虛擬領(lǐng)航編隊(duì)中所有無(wú)人機(jī)因各種因素影響并不能都接受到虛擬領(lǐng)航者的信息，因此本文采用分布式通信控制結(jié)構(gòu)，并利用圖論與一致性理論設(shè)計(jì)了相應(yīng)的編隊(duì)控制律。以二階系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)利用設(shè)計(jì)的控制律和相應(yīng)的通信拓?fù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>網(wǎng)絡(luò)，在仿真中實(shí)現(xiàn)了3架無(wú)人機(jī)虛擬領(lǐng)航一致性編隊(duì)控制飛行，并在位置與速度信息上達(dá)到一致。

　　四旋翼無(wú)人機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程和研究中。但是單架四旋翼無(wú)人機(jī)的局限性越來(lái)越難以滿足現(xiàn)今越發(fā)復(fù)雜的任務(wù)與環(huán)境，取而代之的是多無(wú)人機(jī)之間的協(xié)同工作。多無(wú)人機(jī)的編隊(duì)則是多機(jī)協(xié)同工作的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)，因此引起了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。

　　多無(wú)人機(jī)的編隊(duì)控制主要是指在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，為了適應(yīng)任務(wù)與環(huán)境要求無(wú)人機(jī)需要形成并保持一定的幾何結(jié)構(gòu)。主要分為編隊(duì)的形成重構(gòu)和編隊(duì)的保持兩個(gè)方面，其主要的編隊(duì)控制方法有，領(lǐng)航–跟隨法、虛擬結(jié)構(gòu)法、基于行為控制法、人工勢(shì)場(chǎng)法以及針對(duì)群智能系統(tǒng)的一致性理論方法等。

　　一致性理論方法可以融合上述幾種編隊(duì)控制方法，因此已經(jīng)成為主流的編隊(duì)控制方法和研究方向。中給出了二位平面內(nèi)一致性的無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制方法。設(shè)計(jì)了領(lǐng)航–跟隨模型下的一致性多無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制律，最終使得各機(jī)之間的位置與速度達(dá)到一致，但對(duì)領(lǐng)航者的通信和穩(wěn)定性要求較高，一旦領(lǐng)航者失效編隊(duì)既失效。中，設(shè)計(jì)了虛擬領(lǐng)航的一致性多機(jī)編隊(duì)控制律，雖然虛擬領(lǐng)航不存在領(lǐng)航者失效的情況，但是該文中所有跟隨者仍然都能獲取虛擬領(lǐng)航的信息，在實(shí)際情況中因?yàn)楦鞣N原因并不可能每一架無(wú)人機(jī)都能獲得虛擬領(lǐng)航的信息，并且全局獲得虛擬領(lǐng)航的信息也會(huì)加大對(duì)通信的負(fù)擔(dān)與要求。

　　本文針對(duì)上述大部分文獻(xiàn)中虛擬領(lǐng)航者的所有跟隨者都接收虛擬領(lǐng)航信息的情況做了相應(yīng)的改進(jìn)。在新的策略中，一個(gè)集群編隊(duì)中僅有個(gè)別無(wú)人機(jī)能夠接收虛擬領(lǐng)航者的信息，其余無(wú)人機(jī)根據(jù)通信拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)獲得鄰居無(wú)人機(jī)的信息，同時(shí)根據(jù)一致性編隊(duì)控制律使得整個(gè)集群編隊(duì)達(dá)到一致。