基于状态观测器的多四旋翼无人机时变编队控制

作者：于雅静; 郭健; 王荣浩; 秦伟; 宋明武; 向峥嵘^*

来源：吉林大学学报（工学版）, 2023, 53(03): 871-882.

DOI：10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221034

• 无人机系统
• 有向切换通信网络
• 神经网络状态观测器
• 时变编队控制
• 自适应滑模控制

针对有向切换通信网络下多四旋翼无人机系统存在的部分信息不可测问题，基于神经网络状态观测器方法，提出了分布式自适应滑模时变编队控制方案。首先，通过设计分布式时变编队控制协议，使无人机仅需邻居状态信息便可实现通信，摆脱了对全局信息的依赖。其次，由于欠驱动特性的存在，设计了位置辅助控制器，解算出姿态目标信息和控制推力。同时，通过设计神经网络状态观测器，对系统不可测信息进行观测，并将观测值反馈到自适应滑模控制器中，提高了无人机系统的鲁棒性。最后，通过Lyapunov定理对四旋翼无人机编队系统进行分析，证明了多无人机编队追踪误差有界且可收敛到零点邻域内。仿真结果表明，本文控制方法可以使多无人机系统实现时变编队控制，验证了理论结果的有效性。

• 单位
  自动化学院; 南京理工大学; 中国人民解放军陆军工程大学