[无人机资料] 无人机三维编队飞行的鲁棒H_∞控制器设计

无人机编队飞行具有单架无人机无法比拟的优

点, 如提高作战效率, 减少能耗等. 编队飞行是无人机

发展的一个重要趋势, 拥有广阔的发展前景. 编队飞

行要求僚机实时跟踪长机, 包括航向、速度和高度变

化等, 从而使整个编队队形保持不变, 或者按照任务

需要实时地变换队形.

目前, 无人机编队飞行的控制问题已经成为无

人机领域的一个研究热点. 文献[1] 针对二维编队飞

行问题设计了PI 控制器, [2] 设计了长-僚机模式的编

队PID 控制器, [3] 提出了内外环控制的思想. 以上文

献在处理模型时忽略了对象难以建模的动态特性, 没

有考虑模型不确定以及外干扰的影响. 而多无人机编

队中由于气动耦合效应的叠加性、无人机间飞行的相

对动态性以及多状态因素的影响, 使得无人机编队飞

行成为非常复杂的控制问题. 文献[4] 结合神经网络

方法, 设计了三维自适应编队控制器. [5] 考虑了气动

干扰的影响, 采用动态逆与PIDA相结合的方法设计

了控制器. [6] 通过引入气动补偿解决了气动耦合的

影响. 上述方法对编队保持进行研究, 但没有考虑编

队队形变换的控制. [7] 指出, 鲁棒控制方法用于编队

控制是未来的研究趋势.

本文研究了模型不确定性与外干扰同时存在时

的编队控制问题, 采用控制多架无人机之间间隔的设

计思想, 根据鲁棒..∞ 控制方案对无人机三维编队飞

行进行控制, 设计出具有较强稳定性和快速跟踪性的

编队飞行控制器, 实现编队队形的保持和实时变换.

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