基于虚拟领航者的无人机一致性编队控制

来源：电子测量技术杂志2023年第22期北京时间：

作者：胡锦帆

单位：南京航空航天大学自动化学院 南京 211106

摘要：针对二阶一致性理论的无人机编队控制问题，以固定翼无人机为研究对象，提出了一种改进二阶一致性算法的无人机编队控制策略。通过引入虚拟领航者构建能够直观描述编队队形的相对运动坐标系，从水平与纵向相解耦的无人机运动学模型出发，同时考虑无人机系统的性能约束条件，对一致性算法进行了改进。针对无人机在不同飞行场景下的队形变换，基于KM算法设计了编队变换时编队成员位置的再分配策略，并采用改进L1制导律作为虚拟领航者的航迹跟踪方法。最后通过仿真验证了本文所设计控制方法的可行性和有效性，仿真结果表明该方法可以在满足无人机系统性能约束的前提下形成稳定编队，同时在多种飞行场景中快速进行队形变换及拓扑切换并消除位置误差。

关键词：无人机;编队控制;一致性理论;虚拟领航者;KM算法;L1制导律;拓扑切换

基金资助：上海航天科技创新基金（SAST2021-053）项目资助