《敵對環境中多非最小相位飛行器編隊控制方法研究》是依託電子科技大學,由彭琛擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：敵對環境中多非最小相位飛行器編隊控制方法研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭琛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在敵對環境中，多飛行器編隊的大機動性和通信網路的強動態性都是不可避免的。現有編隊控制方法都沒能很好地解決以下問題：1、如何提高編隊中通信網路的抗毀性，被擊損後如何恢復連通；2、如何設計編隊策略，且飛行器具有非最小相位特徵時，如何按編隊策略進行航跡機動跟蹤。對此，本項目將建立位置近鄰演化網路模型及其相繼故障模型，進行理論分析並提出網路抗毀策略和位置近鄰集連通恢復策略；其次，利用穩定系統中心方法和有限時間收斂滑模控制方法，解決非線性非最小相位飛行器航跡跟蹤問題，以此降低求解複雜性，保證因果性和魯棒性；最後，構建分散式協同控制框架，綜合考慮網路抗毀策略和連通恢復策略，對編隊策略進行設計，並利用航跡跟蹤實現多飛行器編隊控制。本項目預期提出的網路設計策略、編隊策略和非最小相位系統輸出跟蹤方法將保障飛行器在敵對環境中安全編隊飛行。
結題摘要
在敵對環境中，多飛行器編隊的大機動性和通信網路的強動態性都是不可避免的。因而在敵對環境中，為了實現多非線性非最小相位飛行器的編隊控制，需解決以下問題：1、如何提高編隊中通信網路的抗毀性，被擊損後如何恢復連通；2、如何設計編隊策略，且飛行器具有非最小相位特徵時，如何按編隊策略進行航跡機動跟蹤。 對此，本項目主要研究了以下內容：1、通信網路建模及其抗毀性與連通性恢復策略；2、編隊策略設計方法；3、多非線性非最小相位飛行器的姿態同步和航跡同步跟蹤方法。 針對這些研究內容，開展了以下研究工作： 1、建立了位置近鄰演化網路模型及其相繼故障模型，進行了理論分析並提出了網路抗毀策略和位置近鄰集連通恢復策略； 2、利用輸入—輸出反饋線性化方法、因果穩定逆方法、不確定及干擾估計器和線性魯棒控制方法等，解決了非線性非最小相位飛行器姿態及航跡跟蹤問題，求解過程簡單且保證了因果性和魯棒性； 3、利用分層勢場路徑規划算法對編隊策略進行了設計，並且在多種網路拓撲條件下，利用姿態及航跡跟蹤實現了多飛行器編隊控制； 4、將上述研究方法套用於多F-16飛機數字模型，進行了多架F-16飛機的航跡同步跟蹤仿真驗證； 5、將上述研究方法與3-DOF 直升機實驗模型進行集成，針對多架3-DOF 直升機進行了姿態同步跟蹤套用的仿真和實驗驗證。 研究結果表明，本項目提出的網路設計策略、編隊策略和非最小相位系統輸出跟蹤方法可保障飛行器在敵對環境中安全編隊飛行。
