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《基于事件驅動的多飛行器編隊協同控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、2017年3月第43卷第3期北京航空航天大學學報JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMarch2017V01．43No．3http：／／bhxb．buaa．edu。cnjbuss@buaa．edu．(2'／1DOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0222基于事件驅動的多飛行器編隊協同控制馬鳴宇1，董朝陽1。(1．北京航空航天大學航空科學與工程學院，北京100083；24，王青2，程吳宇1北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院，北京100083
2、)摘要：針對多飛行器系統(tǒng)協同控制問題，研究了基于事件驅動機制的控制設計方法。結合有向通信拓撲和編隊位置描述建立了空間多飛行器系統(tǒng)的模型，在飛行器編隊中引入事件驅動方法，設計了一般形式的事件觸發(fā)函數，在非觸發(fā)時間內利用觸發(fā)時刻的信息生成了協同控制律，使得飛行器在非持續(xù)通信下能夠形成三維空間任意給定的隊形，并從理論上給出了協同控制問題的穩(wěn)定性證明。提出的方法不需要飛行器系統(tǒng)的全局信息，飛行器只需要在觸發(fā)時刻進行通信和控制器的更新，更有利于實際情形中的應用。仿真結果驗證了該方法的有效性。關鍵詞：多飛行器系統(tǒng)；編隊飛行；協同控制；事件驅動；有向拓撲中
3、圖分類號：V249；TP273文獻標識碼：A文章編號：1001—5965(2017)03—0506—10飛行器編隊飛行，即多架飛行器為適應任務要求按照一定的結構形式進行三維空間隊形排列，使其在飛行過程中保持穩(wěn)定的隊形，以體現整個機群的協同一致性¨。2o。相對于單個飛行器，多飛行器的協同編隊通常有著更好的容錯性和魯棒性，能夠以較低的成本更有效地完成任務"41，在環(huán)境監(jiān)測、資源勘探、軍事偵察、目標打擊等民用和軍用領域都有著突出的優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景。飛行器編隊控制正逐步成為協同控制領域研究的熱點。同單飛行器相比，多飛行器系統(tǒng)的模型和控制方法更
4、為復雜。6‘8’。文獻[9]采用了改進的領航者．跟隨者模型研究了多枚導彈的編隊控制問題，提出了一種候補領航彈的模式來減少多導彈系統(tǒng)對領航彈的依賴。崔艷和賈英民¨叫使用了樹型結構描述多個個體之間的拓撲關系，研究了存在擾動情況下多智能體系統(tǒng)編隊問題。在文獻[11]中，仿照鴿群層級建立了領航者．跟隨者的“人”字形編隊飛行的控制方法。文獻[12]將多飛行器系統(tǒng)轉換為一個二階模型，并基于多智能體一致性理論研究了編隊飛行控制問題，給出了編隊系統(tǒng)穩(wěn)定性的充分條件。然而，通常情況下的協同控制律要求個體根據相鄰飛行器的實時信息調節(jié)自身的狀態(tài)，以達到協同編隊的目
5、的。這就需要飛行器之問保持持續(xù)的通信連接。然而，對于飛行器來說其通信資源是有限的，持續(xù)的通信會造成較大的能量消耗；在實際復雜環(huán)境中，持續(xù)的通信實現起來也較為困難，而且容易受到干擾，對協同控制的效果造成不良影響。事件驅動控制能夠較好地解決上述問題’13。“。。在事件驅動控制系統(tǒng)中，控制器的輸出計算并不根據時間來進行，而是通過“事件”，即系統(tǒng)運行狀態(tài)滿足給定條件時，認為觸發(fā)了一個事件，此時控制器才進行更新。事件驅動控制在近年來取得了許多研究成果¨5‘”1。王航飛等¨引采用事件驅動機制研究了多智能體系統(tǒng)的環(huán)形編收稿日期：2016-03-22；錄用日
6、期：2016-06-20；網絡出版時間：2016-09—12113：21網絡出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20160912．1021．002html基金項目：國家自然科學基金(61374012)}通訊作者：E-mail：dongchaoyang@buaa．edu．cn；f用格式：馬鳴宇，董朝陽，王青，等．基于事停驅動的多飛行器編雙協同控制fJj．北京航空航天大學學報，2017，43(3)：506．515．MAMY．DONGCY．WANGO．eta1．Event—basedcooperative
7、controlofmultipleflightvehiclesformationCj3．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(3)：506—5t5(inChinese)．第3期馬鳴宇，等：基于事件驅動的多飛行器編隊協同控制507隊控制問題，在降低個體控制更新頻率的情況下系統(tǒng)能形成給定的編隊；文獻[19—20]分別研究了一階和高階多智能體一致性的事件觸發(fā)方法，允許個體有不同的觸發(fā)方式；Meng和Chen舊刈在多智能體網絡中設置了同步時鐘，并以此采樣數據進行了
8、事件驅動控制；文獻[22—23]利用測量誤差構造了事件觸發(fā)函數，解決了一般線性多智能體的趨同問題。但是，相比于通常的時問驅動方法，事件驅動方式飛行器編隊的研究仍有需
