複雜條件下固定翼無人機集群編隊控制

內容簡介

　近年來，無人機集群已逐步從概念走向現實。《複雜條件下固定翼無人機集群編隊控制》以小型固定翼無人機集群為研究對象，圍繞其在複雜條件下編隊控制的關鍵問題開展研究。針對無人機集群通信受限、控制受限和規模天花板效應等挑戰，作者團隊從抗毀性拓撲、非線性編隊控制律、分組分層控制架構等角度開展了基礎理論研究和關鍵技術攻關，並進行半實物仿真和飛行驗證，完成了100架規模的無人機集群全流程數值仿真和21架規模的實物飛行，驗證了大規模集群控制策略的有效性。

　　《複雜條件下固定翼無人機集群編隊控制》提出的相關理論方法，對未來複雜環境下無人機集群遂行多樣性任務具有重要的指導和借鑑意義，可供從事無人機、機器人研究、開發和套用的科研人員和工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章緒論

1．1 研究背景與意義

1．2 國內外研究現狀與分析

1．2．1 機器人集群研究現狀

1．2．2 集群編隊控制研究現狀

1．2．3 研究現狀分析

第2章數學理論基礎

2．1 非線性系統理論基礎

2．1．1 無源性理論

2．1．2 不變集理論

2．1．3 穩定性與相對穩定性

2．2 代數圖論基礎

2．2．1 圖的表示

2．2．2 幾種典型圖的性質

2．3 小結

第3章集群網路的一致性分析

3．1 無向集群網路的一致性分析

3．2 有向集群網路的一致性分析

3．3 小結

第4章面向集群拓撲的抗毀性設計

4．1 無向網路抗毀性

4．1．1 網路性質

4．1．2 生成算法

4．2 有向網路抗毀性

4．2．1 概述

4．2．2 k邊連通有根圖

4．2．3 k頂點連通有根圖

4．3 仿真分析

4．3．1 數值算例

4．3．2 進一步討論

4．4 小結

第5章無人機協同路徑跟隨控制律設計

5．1 框架設計

5．2 基於協同路徑跟隨的隊形保持

5．2．1 問題描述與數學模型

5．2．2 協同集內的控制律設計

5．2．3 協同集外的控制律設計

5．2．4 閉環系統穩定性分析

5．2．5 仿真試驗

5．3 基於協同路徑跟隨的隊形變換

5．3．1 問題描述與求解框架

5．3．2 控制律設計

5．3．3 半實物仿真試驗

5．4 飛行驗證

5．5 本章小結

第6章考慮風擾的無人機協同路徑跟隨控制律再設計

6．1 風擾下的協同路徑跟隨模型

6．1．1 單架無人機路徑跟隨模型

6．1．2 多機協同路徑跟隨

6．2 風擾下的控制律再設計：無估計的情形

複雜條件下固定翼無人機集群編隊控制

基本介紹

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