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无线网络通信下多无人飞行器编队飞行控制索良泽;王冬;王红蕾;杨靖【摘要】基于无线网络通信的多无人飞行器编队飞行控制容易受到通信间断、数据包冲突等因素的影响,借鉴分布式网络中的令牌环思想提出了一种通信拓扑的切换方法,并引入切换长机的概念.基于一致性理论利用局部相对状态信息设计了分布式控制律,该控制律由两部分组成:一部分是编队对于预设轨迹的跟踪;另一部分是队形的保持.采用双积分动力系统模型进行仿真实验,结果表明所提方法可以实现编队对预定轨迹的跟踪及飞行中的编队保持,即便通信节点故障也能继续保持预设队形,具有较强的鲁棒性.【期刊名称】《电光与控制》【年(卷),期】2018(025)009【总页数】5页(P49-52,100)【关键词】无人飞行器;编队控制;分布式控制;切换拓扑;一致性【作者】索良泽;王冬;王红蕾;杨靖【作者单位】贵州大学,贵阳 550025;西北工业大学,西安 710029;贵州大学,贵阳550025;贵州大学,贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】V2490 引言随着多无人飞行器协同控制技术的逐步发展，其在搜救[1]、侦察[2]、测绘[3]等方面的研究正日益增多。
为了避免设计复杂的大型运输机械结构，可以使用由多个简单机械组成的多机系统来搬运庞大而笨重的物体[4]。
运用多架低续航力的无人飞行器可以降低监测成本、保证执行任务的冗余度、提高区域搜索的效率[5-7]。
因此，研究多无人飞行器编队飞行控制具有十分重要的现实意义。
在多无人飞行器协同控制研究中，编队控制的主要方法有基于领航—跟随的方法[8]、基于虚拟结构的方法[9]、基于行为方式的方法[10]、基于人工势场的方法[11]以及基于一致性理论的方法[12]。
而应用这些方法实现编队都要求编队内的无人飞行器共享信息。
文献[13]基于鸽群行为机制从层级结构和领导作用的角度建立了编队的拓扑结构，仿真结构表明在层级拓扑结构下所设计的编队控制器是有效且稳定的，但由于有显式领航者的存在使得编队容易受到头鸽性能的影响；文献[14]利用一致性理论设计了分布式编队控制协议并用仿真实验验证了其有效性，但实验中多无人飞行器的通信拓扑是不变的;文献[15]验证了所提控制方法在无向切换通信拓扑下的有效性，但在实际应用中通信拓扑通常是有向的;文献[16]假定通信拓扑是有向和切换的,并在仿真中验证了所构建分布式编队控制器的有效性，但并未考虑信息的传播路由和数据包冲突等问题。
航天器协同飞行动力学与控制 pdf 航天器协同飞行动力学与控制是现代航空航天领域中一个重要而又复杂的课题。
它涉及多个航天器之间的协同工作，要求精确的动力学分析与控制策略设计。
本文将以探讨航天器协同飞行动力学与控制为主题，生动地介绍其背景、内容和应用前景。
首先，我们来了解一下航天器协同飞行的背景。
随着现代科技的不断发展，航天器任务越来越复杂，单个航天器往往难以完成任务要求。
因此，需要多个航天器之间协同工作，共同完成任务。
例如，太空探测任务需要多个航天器组成星座，协同监测、勘测或采集数据。
此外，航天器协同飞行还可以提高任务的可靠性和安全性，具有非常广阔的应用前景。
接下来，我们将详细介绍航天器协同飞行的内容。
航天器协同飞行包括多个方面，其中动力学分析是基础。
通过对航天器动力学进行深入研究，可以揭示航天器之间相互影响的机理，为协同飞行的控制策略设计提供理论依据。
然后，我们将介绍协同飞行的控制策略设计。
这包括制定适当的飞行轨迹规划、姿态控制和轨迹跟踪等方法，以确保各个航天器之间的协同工作顺利进行。
除了以上内容，本文还将讨论航天器协同飞行的挑战和应用前景。
航天器协同飞行涉及到的问题非常复杂，如何实现多个航天器之间的高度协同与合作仍然是一个亟待解决的难题。
同时，航天器协同飞行在卫星通信、地球观测、太空站建设等方面都有广泛的应用前景。
通过进一步的研究和开发，航天器协同飞行可以为人类社会带来更多的福祉和发展机遇。
综上所述，航天器协同飞行动力学与控制是一个重要而复杂的课题，它涉及到多个航天器之间的协同工作和控制策略设计。
深入研究航天器动力学分析和控制策略设计，可以为航天器协同飞行的实现提供理论支持。
虽然面临着很多挑战，但航天器协同飞行在各个领域都有着广阔的应用前景。
希望未来有更多的学者和工程师能够致力于航天器协同飞行的研究和发展，为人类探索太空提供更多的可能性。
面向多飞行器的一致性协同估计方法杨明;赵恩娇;晁涛;王松艳【摘要】In view that multiple flight vehicles has the target state estimation problem in the process of cooperatively intercepting maneuver target, a cooperative target-acceleration estimation method for target acceleration is proposed based on consensus theory. The distributed cooperative estimation structure of multi-aircrafts is constructed, and the distributed collaborative consensus estimator is designed by com-bining an expansion state observer with the consensus theory. On the basis of estimating the target state by the expansion state observer, the coordinated control variables are designed for each aircraft with the consensus theory. Through local information exchange, the aircrafts obtain consistent estimation values and realize accurate estimation of the target acceleration. Based on the stability judgement theory, the estimation errors and convergence performance of the consensus estimator are analyzed, and simulation verification is carried out by applying the designed consensus-based cooperative estimation method in the cooperative interception system. Simulation results show that the estimation errors are always less than 0.5 m/s2under various target maneuver situations, showing that the proposed consensus estimation method could provide accurate estimation of the target acceleration and has strong robustness.%针对多飞行器协同拦截机动目标过程中的目标状态估计问题,提出了一种多飞行器对目标加速度的一致性协同估计方法.构建了多飞行器分布式协同估计结构,将扩张状态观测器和一致性理论相结合,设计了分布式协同一致性估计器.利用扩张状态观测器对目标状态进行估计,在此基础上利用一致性理论为各飞行器设计协调控制量,通过局部信息交换使得各飞行器得到一致的估计值,实现对目标加速度的精确估计.利用稳定性判定理论对一致性估计器的误差和收敛性能进行了分析,并将设计的一致性协同估计方法应用到协同拦截系统中进行了仿真验证.仿真结果显示,在不同的目标机动形式下,对目标加速度估计误差始终小于0.5 m/s2,因此设计的一致性估计方法能够实现对目标加速度的精确估计,且具有较强的鲁棒性.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2018(026)002【总页数】7页(P268-274)【关键词】多飞行器;协同估计;扩张状态观测器;机动目标;一致性【作者】杨明;赵恩娇;晁涛;王松艳【作者单位】哈尔滨工业大学控制与仿真中心,哈尔滨 150080;哈尔滨工业大学控制与仿真中心,哈尔滨 150080;哈尔滨工业大学控制与仿真中心,哈尔滨 150080;哈尔滨工业大学控制与仿真中心,哈尔滨 150080【正文语种】中文【中图分类】V448随着空战环境日益复杂，作战武器性能日益提高，多飞行器协同作战已成为当今复杂空战中主要的作战方式[1]。
航天器协同飞行动力学与控制 pdf 航天器协同飞行动力学与控制是一个关键课题，它涉及到多个航天器之间的协同工作、飞行动力学以及控制算法等多方面的内容。
本文将针对该课题进行全面、生动且有指导意义的探讨。
首先，为了加深对航天器协同飞行动力学的理解，我们需要探讨航天器之间协同工作的重要性。
航天器协同飞行可以实现多个航天器之间的任务分工与协调，提高整体工作效率。
例如，在太空中，多个航天器可以协同完成探测任务，通过传感器数据的共享与融合，实现更加全面、精确的观测和分析。
而在地球轨道上，协同飞行也可以用于实现卫星编队任务，如全球通信和地球环境监测等。
其次，我们需要了解航天器协同飞行的动力学问题。
航天器在太空中飞行时会受到多种力的作用，如引力、浮力、姿态控制力矩等。
而在协同飞行中，各个航天器之间的相互作用也需要考虑进来。
这就需要我们研究协同飞行动力学模型，包括航天器之间的相对运动、相互作用力的计算以及动力学方程的建立等。
只有深入了解这些动力学问题，才能更好地设计控制算法，实现航天器之间的协同飞行。
最后，我们需要介绍航天器协同飞行的控制算法。
航天器协同飞行的控制算法主要包括姿态控制、轨道控制和协同控制等。
姿态控制算法用于控制航天器的姿态变化，使其保持稳定飞行。
轨道控制算法则用于控制航天器的轨道参数，实现预定任务的完成。
而协同控制算法则是将多个航天器之间的控制策略相互协调，通过通信和协同操作实现共同目标。
这些算法需要基于动力学模型进行设计，并考虑到实际工程应用的可行性。
综上所述，航天器协同飞行动力学与控制是一个复杂而重要的课题，对于航天技术的发展和应用具有重要意义。
通过深入研究协同工作的重要性、动力学问题以及控制算法等方面，我们可以更好地理解航天器协同飞行的原理，为未来的航天使命提供有力的支持。
基于一致性的无人机编队控制策略
朱旭;张逊逊;闫茂德;张昌利
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2016(033)008
【摘要】通过无人机编队飞行,可以大幅度提高作战效率.由于编队中各成员之间的通信信息利用不充分,以及传感器测量误差导致的控制精度低的问题.为解决上述问题,提出了基于一致性的三维编队控制策略.通过一致性理论充分利用机间通信信息,并使用协同修正技术抑制测量误差和协同误差,以提高队形保持的精度;采用预定速度和航线作为参考状态来实现航迹控制.仿真结果表明:所提编队控制策略可以实现编队队形的精确保持,使编队位置误差减少了约30％,并且能够准确地跟踪预定航线.【总页数】5页(P30-34)
【作者】朱旭;张逊逊;闫茂德;张昌利
【作者单位】长安大学电子与控制工程学院,陕西西安710064;长安大学电子与控制工程学院,陕西西安710064;长安大学电子与控制工程学院,陕西西安710064;长安大学信息工程学院,陕西西安710064
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于一致性的无人机编队形成与防碰撞研究 [J], 秦文静;林勇;戚国庆
2.基于联合误差模型的无人机编队扩展一致性控制 [J], 张红梅;初源峰;徐光延
3.基于一致性的无人机编队飞行几何构型控制 [J], 易文; 雷斌
4.基于分布式一致性的无人机编队控制方法 [J], 刘祖均;何明;马子玉;顾凌枫
5.基于一致性的多无人机编队算法研究 [J], 高鹏程;刘小雄;黄剑雄;梁晨
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多星卫星编队飞行中的协同控制策略研究协同控制策略在多星卫星编队飞行中起着关键作用，能够确保编队成员之间的高效协同和精确控制。
本文旨在探讨多星卫星编队飞行中的协同控制策略及其相关研究进展。
1. 引言在卫星技术的迅猛发展下，多星卫星编队飞行在地球观测、通讯等领域展现出巨大潜力。
然而，多星卫星编队飞行中存在的协同控制问题成为实际应用中需要解决的难题。
2. 多星卫星编队系统建模在研究多星卫星编队飞行的协同控制策略之前，首先需要对多星卫星编队系统进行建模。
通过建立卫星之间的相对位置、速度和姿态的动力学方程，可以准确描述多星卫星编队的行为。
3. 协同控制策略分类多星卫星编队飞行的协同控制策略可以分为两类：集中式和分布式。
集中式控制策略将所有卫星的状态和控制指令集中到一个控制器中进行计算和决策，而分布式控制策略则允许每个卫星根据自身信息进行局部计算和决策，并与其他卫星进行通信和协作。
4. 集中式控制策略集中式控制策略适用于编队规模较小且任务相对简单的情况。
该策略通过中央控制器计算出每个卫星的控制指令，然后通过通信链路传输给各个卫星执行。
集中式控制策略能够实现精确而高效的编队飞行，但对通信链路的带宽和时延要求较高。
5. 分布式控制策略分布式控制策略更适用于编队规模较大或任务复杂的情况。
在分布式控制策略中，每个卫星根据自身测量值和局部邻居信息计算出控制指令，然后通过通信链路与其他卫星进行交互和协作。
分布式控制策略减少了中央计算器的压力，提高了系统的可扩展性，但也增加了通信链路的负担。
6. 协同控制策略优化为了提高协同控制策略的性能和效果，研究者们提出了各种优化方法。
如基于模型预测控制的方法可以考虑动力学约束和控制效果，进一步改善编队飞行的精确性和鲁棒性。
此外，强化学习等机器学习方法也可以应用于卫星编队飞行的协同控制中，通过学习和优化控制策略，使编队系统逐渐达到最佳性能。
7. 结论多星卫星编队飞行中的协同控制策略是实现高效、准确飞行的关键。
