基于分布式事件触发的无人机方向编队控制
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1.河北机电职业技术学院;2.河北机电职业技术学院 邢台;3.天津商业大学 机械工程学院

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中图分类号:

TP13;V279

基金项目:

河北省教育厅2019年青年基金项目《自重构模块化机器人系统实现及运动协调规划研究》(QN2019223)


Distributed Event Trigger-based Formation Control of Multi-agent with Bearing Information
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    摘要:

    在无人系统技术迅速进步的背景下,协同编队控制已成为控制理论研究的关键领域。针对非线性多无人机系统,本研究提出了一种基于事件触发的方向编队控制策略。该策略主要利用无人机间的相对方向信息以及领航无人机的速度信息,显著降低了对外部硬件依赖和信息交换频率。为进一步优化系统性能,本文设计了一个分布式速度观测器,并通过事件触发机制整合,从而减少全局速度信息的需求,降低通信量,减少系统能耗,并有效节省通信带宽。通过Lyapunov稳定性理论,本文验证了提出的控制策略的稳定性。最后,通过Simulink和软件在环(SITL)环境下的仿真实验,进一步证实了该策略的有效性和实际应用潜力。

    Abstract:

    Amid the rapid advancements in unmanned system technologies, cooperative formation control has become a key area of research in control theory. This study introduces a bearing-based formation control strategy for nonlinear multi-UAV systems, triggered by events. The strategy primarily utilizes relative bearing information between UAVs and the speed information of the lead agent, significantly reducing dependence on external hardware and the frequency of information exchange. To further optimize system performance, a distributed velocity observer was designed and integrated through an event-triggering mechanism, thereby decreasing the need for global speed information, reducing communication loads, lowering system energy consumption, and effectively saving communication bandwidth. The stability of the proposed control strategy was verified using Lyapunov stability theory. Finally, simulations in Simulink and Software in the Loop (SITL) environments further confirmed the effectiveness and practical potential of this strategy.

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  • 收稿日期:2024-11-28
  • 最后修改日期:2024-12-30
  • 录用日期:2025-01-13
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