基于图论与主从式控制理论的多无人机姿态一致性控制

摘要

为了解决多固定翼无人机姿态同步控制的问题,提出了基于图论与主从式控制理论的多无人机姿态一致性控制的算法.首先,基于飞行动力学构建了单个无人机的姿态动力学模型,在此基础上构建多固定翼无人机姿态运动的数学模型;然后,引入拓扑图来进行集群之间的信息交换,并定义了各无人机的姿态一致性误差,基于此构造了Lyapunov函数,结合稳定性及图论的相关定理,从理论上证明了选择合适的设计参数可使一致性误差收敛到足够小,实现了各无人机相对于领航者的姿态同步;最后,采用6架无人机在无向连通拓扑的条件下,通过局域信息交换的方法,对跟随领航者的主从式姿态同步控制的问题进行了相关仿真,验证了该算法的有效性.