具有时变拓扑结构的多无人机姿态同步控制

任斌¹，林达²，谭拂晓³，刘德荣³

1. 四川理工学院自动化与信息工程学院2. 四川理工学院物理与电子工程学院3. 广东工业大学自动化学院

摘 要：通过代数图论建立通信拓扑,进行多无人机的一致性协议及其协调控制,一直是自动控制领域研究的热点。由于无人机的姿态动力学模型是一个欧拉四元组,因而多无人机的姿态同步控制器设计十分有挑战性。在时变通信拓扑条件下,对多无人机的姿态同步控制问题进行了研究,分析了姿态同步的一致性实现条件,设计同步控制算法。在无向、时变通信拓扑条件下证明了控制算法可以实现多无人机的姿态同步并且使最终角速度收敛于零。在此基础上,针对多无人机在切换周期固定、时变、快速时变、较慢时变以及通信拓扑中存在孤立点等不同情况下的姿态同步问题进行计算机仿真,验证了该姿态同步控制算法的有效性和鲁棒性。

关键词：多无人机;时变通信拓扑;欧拉四元组;一致性协议;姿态同步;