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基于动态参数扩展控制障碍函数的无人机时变编队最优跟踪控制
1
作者
吴俊岐
吴碧
+1 位作者
邓宏彬
周智千
《兵工学报》
北大核心
2025年第4期188-201,共14页
针对多约束条件下无人机时变编队控制中的能耗优化问题,提出一种基于动态参数扩展高阶控制障碍函数的优化控制方法。对现有的高阶控制障碍函数进行改进,综合考虑无人机与障碍物的运动状态建立扩展状态的动力学模型,将动态目标避障的安...
针对多约束条件下无人机时变编队控制中的能耗优化问题,提出一种基于动态参数扩展高阶控制障碍函数的优化控制方法。对现有的高阶控制障碍函数进行改进,综合考虑无人机与障碍物的运动状态建立扩展状态的动力学模型,将动态目标避障的安全性约束条件在扩展状态动力学模型上展开,得到用于建立动态目标避障的扩展高阶控制障碍函数;针对扩展高阶控制障碍函数约束的可解性与保守性问题,设计K类函数参数的自适应规则得到动态参数扩展高阶控制障碍函数,在提高含约束优化问题可解性的同时降低解的保守性。利用控制障碍函数与动态参数扩展高阶控制障碍函数建立多约束条件,基于一致性条件与哈密顿分析建立目标函数,将时变编队的能耗优化问题转化为多约束优化问题,并用二次规划进行求解得到最优控制输入。仿真结果表明,所提方法比固定参数扩展高阶控制障碍函数以及人工势场法具有更好的避障效果与更低的能耗。
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关键词
时变编队跟踪控制
最优
控制
控制
障碍函数
状态观测器
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职称材料
题名
基于动态参数扩展控制障碍函数的无人机时变编队最优跟踪控制
1
作者
吴俊岐
吴碧
邓宏彬
周智千
机构
北京理工大学机电学院
[
出处
《兵工学报》
北大核心
2025年第4期188-201,共14页
基金
国家自然科学基金项目(62203050)。
文摘
针对多约束条件下无人机时变编队控制中的能耗优化问题,提出一种基于动态参数扩展高阶控制障碍函数的优化控制方法。对现有的高阶控制障碍函数进行改进,综合考虑无人机与障碍物的运动状态建立扩展状态的动力学模型,将动态目标避障的安全性约束条件在扩展状态动力学模型上展开,得到用于建立动态目标避障的扩展高阶控制障碍函数;针对扩展高阶控制障碍函数约束的可解性与保守性问题,设计K类函数参数的自适应规则得到动态参数扩展高阶控制障碍函数,在提高含约束优化问题可解性的同时降低解的保守性。利用控制障碍函数与动态参数扩展高阶控制障碍函数建立多约束条件,基于一致性条件与哈密顿分析建立目标函数,将时变编队的能耗优化问题转化为多约束优化问题,并用二次规划进行求解得到最优控制输入。仿真结果表明,所提方法比固定参数扩展高阶控制障碍函数以及人工势场法具有更好的避障效果与更低的能耗。
关键词
时变编队跟踪控制
最优
控制
控制
障碍函数
状态观测器
Keywords
time-varying formation tracking control
optimal control
control barrier function
state observer
分类号
TJ301 [兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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题名
作者
出处
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被引量
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1
基于动态参数扩展控制障碍函数的无人机时变编队最优跟踪控制
吴俊岐
吴碧
邓宏彬
周智千
《兵工学报》
北大核心
2025
0
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