针对多AUV系统的传统领航者队形控制方法中存在的易受环境扰动影响和易崩溃等问题, 提出了基于人工势场的改进虚拟领航者方法。设计了一种四层结构的编队体系分层框架, 并对其中队形设计层与行为控制层进行了描述; 分别针对虚拟领航者对AUV成员施加的斥力与引力、AUV成员间的斥力与引力、障碍物对AUV施加的斥力设计了适当的人工势场函数, 并考虑了最大通信距离带来的约束。通过仿真验证, 对比分析了传统领航者-跟随者法与改进虚拟领航者法的队形轨迹与位置偏差的误差曲线, 证明了所设计的算法能完成队形控制任务, 编队控制效果优于传统领航者方法。
多AUV系统 队形控制 虚拟领航者 人工势场 multi-AUV system formation control virtual leader artificial potential field
1 河南质量工程职业学院，河南 平顶山467000
2 空军工程大学工程学院,西安710038
3 陆军航空兵学院,北京101123
针对无人飞行器编队队形控制，首先建立基于航迹坐标系的无人飞行器编队相对运动模型，解决了速度坐标系中存在的不可控点的缺陷; 接着进行无人飞行器编队队形保持的预测控制结构设计，通过建立相对运动的非线性预测模型，设计相应的性能指标，采用数值计算和解析相结合的方法，用最速下降法来滚动优化二次型性能指标，完成了无人飞行器编队控制器的设计; 最后进行了Simulink仿真，仿真结果表明该方法能够较好地实现无人飞行器编队队形保持控制。
多无人飞行器 编队 模型预测控制 队形控制 multi-UAV formation model prediction control formation control
