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如何进行无人机的编队控制的详细介绍和仿真说明
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根据实际情况，在虚拟领航编队中所有无人机因各种因素影响并不能都接受到虚拟领航者的信息，因此本文采用分布式通信控制结构，并利用图论与一致性理论设计了相应的编队控制律。以二阶系统为研究对象，通过利用设计的控制律和相应的通信拓扑网络，在仿真中实现了3架无人机虚拟领航一致性编队控制飞行，并在位置与速度信息上达到一致。
四旋翼无人机由于其结构简单、操作性强，广泛应用于实际工程和研究中。但是单架四旋翼无人机的局限性越来越难以满足现今越发复杂的任务与环境，取而代之的是多无人机之间的协同工作。多无人机的编队则是多机协同工作的基础与关键技术，因此引起了越来越多的关注和研究。
多无人机的编队控制主要是指在执行任务过程中，为了适应任务与环境要求无人机需要形成并保持一定的几何结构。主要分为编队的形成重构和编队的保持两个方面，其主要的编队控制方法有，领航–跟随法、虚拟结构法、基于行为控制法、人工势场法以及针对群智能系统的一致性理论方法等。
一致性理论方法可以融合上述几种编队控制方法，因此已经成为主流的编队控制方法和研究方向。中给出了二位平面内一致性的无人机编队控制方法。设计了领航–跟随模型下的一致性多无人机编队控制律，最终使得各机之间的位置与速度达到一致，但对领航者的通信和稳定性要求较高，一旦领航者失效编队既失效。中，设计了虚拟领航的一致性多机编队控制律，虽然虚拟领航不存在领航者失效的情况，但是该文中所有跟随者仍然都能获取虚拟领航的信息，在实际情况中因为各种原因并不可能每一架无人机都能获得虚拟领航的信息，并且全局获得虚拟领航的信息也会加大对通信的负担与要求。
本文针对上述大部分文献中虚拟领航者的所有跟随者都接收虚拟领航信息的情况做了相应的改进。在新的策略中，一个集群编队中仅有个别无人机能够接收虚拟领航者的信息，其余无人机根据通信拓扑网络获得邻居无人机的信息，同时根据一致性编队控制律使得整个集群编队达到一致。
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小糸侑是天使
2021-05-01
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