分布式多无人机协同编队队形控制仿真

摘要

研究多无人机编队的队形精确控制问题.为解决采用集中式的编队控制策略中,存在长机通信负载大的问题,提出了基于虚拟长机状态估计的分布式编队控制方法.首先,求出僚机航向坐标系下虚拟长机的相对位置,建立了多无人机编队模型.其次,采用图论描述编队通信拓扑结构,并通过邻接通信,估计出虚拟长机状态来引导编队飞行.最后,引入位置、速度和航向作为协同变量,设计了具有线性混合器的编队保持控制器,使各无人机快速跟踪期望队形指令和保持队形稳定.仿真表明,各无人机对虚拟长机状态的估计误差渐进收敛到零附近,证明了虚拟长机可以作为编队的导引,提出的编队控制策略可以实现编队队形的精确保持,并能快速准确地跟踪预定航线.