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无人飞行器集群自主控制:预设性能驱动的安全编队控制
1
作者
方浩
赵欣悦
陈杰
《自动化学报》
北大核心
2025年第5期931-941,共11页
针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,...
针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,基于控制障碍函数描述无人机的安全状态集合并建立二次规划问题,利用Karush-Kuhn-Tucker条件得到最小干预安全控制器的闭式解.最后,利用安全控制的闭式解构造辅助系统,实现性能函数的自适应更新.理论分析表明,该算法能够在编队跟踪与安全性冲突条件下确保系统安全,在不发生冲突时实现性能约束下的编队跟踪.仿真结果验证了提出算法的有效性.
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关键词
多无人机编队跟踪
安全控制
预设性能控制
控制障碍函数
辅助系统
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职称材料
题名
无人飞行器集群自主控制:预设性能驱动的安全编队控制
1
作者
方浩
赵欣悦
陈杰
机构
北京理工大学自动化学院
自主智能无人系统全国重点实验室/同济大学
出处
《自动化学报》
北大核心
2025年第5期931-941,共11页
基金
国家重点研发计划(2022YFA1004703,2022YFB4702000)
国家自然科学基金(62373048,62133002,U1913602,62088101)
上海市重大科技专项(2021SHZDZX0100)资助。
文摘
针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,基于控制障碍函数描述无人机的安全状态集合并建立二次规划问题,利用Karush-Kuhn-Tucker条件得到最小干预安全控制器的闭式解.最后,利用安全控制的闭式解构造辅助系统,实现性能函数的自适应更新.理论分析表明,该算法能够在编队跟踪与安全性冲突条件下确保系统安全,在不发生冲突时实现性能约束下的编队跟踪.仿真结果验证了提出算法的有效性.
关键词
多无人机编队跟踪
安全控制
预设性能控制
控制障碍函数
辅助系统
Keywords
Multiple unmanned aerial vehicles formation tracking
safety control
prescribed performance control
control barrier function
auxiliary system
分类号
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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作者
出处
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被引量
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1
无人飞行器集群自主控制:预设性能驱动的安全编队控制
方浩
赵欣悦
陈杰
《自动化学报》
北大核心
2025
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