下三角型異構無人機群魯棒協調控制

《下三角型異構無人機群魯棒協調控制》是依託北京科技大學，由余瑤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：下三角型異構無人機群魯棒協調控制
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：余瑤
• 項目類別：面上項目

項目摘要

無人機群協調控制在軍事和民用領域均具有廣泛的套用前景。由於無人機具有下三角型、非線性、多變數、欠驅動、耦合、不確定性等特點，目前國內外僅完成了無人機群小機動編隊飛行實驗，限制了其套用範圍。本項目擬在無人機自主飛行研究基礎上，研究下三角型異構無人機群的魯棒協調控制方法。探求下三角型異構無人機群可一致性條件、可編隊條件、可圍捕條件及可合圍條件與個體動力學特性、網路拓撲結構、性能要求的內在聯繫，基於信號補償方法設計能抑制擾動氣流的魯棒控制方法，實現下三角型異構無人機群魯棒協調控制。相關成果可套用於強風擾動下的大機動緊密編隊場合，如對目標區域的飽和式攻擊、大機動逃逸目標的圍捕等。

結題摘要

無人機群協調控制在軍事和民用領域均具有廣泛的套用前景。無人機具有下三角型、非線性、多變數、欠驅動、耦合、不確定性等特點，多無人機系統具有空間分布的特性，無人機個體通過通信或感測器網路相互獲取相鄰無人機的狀態信息進行分散式計算和決策。為了提高多無人機協調作戰的戰鬥力，研究異構無人機群魯棒協調控制問題，具有重要的理論研究意義和實際套用價值。本項目擬在無人機自主飛行研究基礎上，研究下三角型異構無人機群的魯棒協調控制方法。主要研究內容包括：探求下三角型異構無人機群可一致性條件、可編隊條件、可圍捕條件及可合圍條件與個體動力學特性、網路拓撲結構、性能要求的內在聯繫，基於信號補償方法設計能抑制擾動氣流的魯棒控制方法，實現下三角型異構無人機群魯棒協調控制。重要結果：研究了無人機群在擾動氣流的影響下的一致性問題、編隊問題、圍捕問題和合圍問題，提出了無人機群協同控制的理論基礎；搭建一套無人機群系統，為後續的套用研究提供了理論基礎和實驗平台。關鍵數據：首次完成了高階非線性系統的合圍問題研究。此前多是線性系統的合圍問題研究，無人機是非線性系統，我們的研究成果能用於實際無人機群系統；首次完成了事件驅動非線性多智慧型體的固定時間一致性問題。事件驅動的方式可以節省能量消耗，而固定時間說明無人機有更好的協同性能。相關成果可套用於強風擾動下的大機動緊密編隊場合，如對目標區域的飽和式攻擊、大機動逃逸目標的圍捕等。