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- 一种多无人机编队控制方法及其系统
- 本发明公开了一种多无人机编队控制方法及其系统，涉及无人机控制技术领域。本发明首先定义通信拓扑结构，然后根据通信拓扑结构初始化无人机数量与通信权重，接着建立编队控制模型，并更新编队任务以及无人机的位姿信息，通过编队控制律计...
- 夏克文周世恩范书瑞王莉张艳邢文硕
- 基于MIX-MAPPO算法的多无人机编队控制
- 2025年
- 单一无人机无法有效处理复杂的多任务场景,而无人机编队解决这方面问题具有显著优势。为了满足多任务场景和面向任务的编队聚集以及运行中编队队形保持的需求,设计了一种基于门格海绵分形的无人机编队模型。同时,采用多智能体近端策略优化算法(MAPPO)、近端策略优化算法(PPO)和注意力机制来训练编队控制策略,简化无人机编队模型的建立,根据无人机对其他无人机的关注为所有输入分配权重,增强其在动态环境中的适应性。针对MAPPO算法收敛速度慢和对多个智能体适应性有限的问题,提出了一种基于门格海绵分形结构的MIX-MAPPO算法。实验结果表明,与DDPG、PPO、MADDPG和MAPPO等算法相比,该方法不但成功地实现了稳定的编队,而且具有明显更快的收敛速度和更高的奖励值,说明了MIX-MAPPO算法在编队集群控制领域的优越性。
- 康家境吴杰宏
- 关键词：无人机编队编队保持
- 非完整多机器人系统有限时间事件触发编队控制
- 2025年
- 在网络通信资源有限和执行器存在饱和的情况下,保证非完整多机器人编队跟踪轨迹、保持连通性和避碰是难点问题。为此,提出了一种自适应动态事件触发编队控制方法。首先,利用模糊逻辑系统逼近机器人动力学中的未知函数,基于反步法和动态面技术,提出模糊自适应控制方案。其次,利用障碍函数和预设性能方法实现多机器人之间保持连通性和避碰,并在执行器饱和限制下设计动态事件触发机制,使控制器的执行次数更少,进一步减轻控制器到执行器的通信负担。最后,仿真结果证明了所提方法的有效性。
- 董世杰李克文李永明
- 关键词：模糊自适应控制
- 一种基于机载视角相对定位的室内无人机编队控制方法
- 本发明属于无人机控制技术领域，具体为一种基于机载视角相对定位的室内无人机编队控制方法。本发明方法包括：地面站预先规定室内飞行过程中期望的无人机编队队形，包括设定跟随者与领航者之间期望的距离以及角度，并根据预先设定的飞行任...
- 彭梦圆杨涛冯辉吴晓峰
- 通讯切换条件下状态不可测多智能体二部编队控制
- 2025年
- 针对切换通讯拓扑环境下,研究高阶线性多智能体系统在状态不可测时的二部编队控制问题.构造全维状态观测器对状态完全不可测系统进行状态观测,基于状态观测器对多智能体系统进行分布式控制器的设计,将线性积理论与分布式控制结合对系统进行重构.应用图论、矩阵分析和Lyapunov等相关知识对重构系统进行稳定性分析,给出重构系统在切换通讯拓扑环境下最终实现二部编队时连通图总驻留时间所满足的条件.此外,在对抗网络环境下,给出系统状态未知时可行时变编队满足的条件,并在控制器中引入二部编队补偿函数,提高系统能够组成的二部编队队形数量,具有实际应用意义.最后,通过数值仿真验证了所提出方法的有效性.
- 傅乐平郑维王洪斌
- 关键词：多智能体系统
- 基于方向信息的无人机自适应事件触发编队控制算法
- 2025年
- 探讨了领导者-跟随者结构下的无人机编队控制问题。针对传统编队控制依赖外部定位设备和通信设备的问题,设计了一种基于方向信息的自适应事件触发编队控制策略,利用片上摄像头测量相对方向,以减少对外部设备的依赖;进一步针对编队系统的建模误差和外部扰动设计了模糊系统,并将事件触发机制、自适应策略与反演控制相结合,设计了一种新型的方向编队控制器,不仅实现了编队控制,而且避免了控制律的连续更新,从而节约了无人机的计算资源;接着,基于Lyapunov理论证明了闭环控制系统的稳定性;最后,通过仿真实验验证了所提控制策略的有效性。
- 赵丽辉刘志芳汪德志
- 关键词：无人机编队方向信息模糊系统事件触发反演控制
- 基于融合课程思想MADDPG的无人机编队控制
- 2025年
- 多智能体深度确定性梯度(MADDPG)算法由深度确定性策略梯度(DDPG)算法扩展而来,专门针对多智能体环境设计,算法中每个智能体不仅考虑自身的观察和行动,还考虑其他智能体的策略,以更好地进行集体决策,这种设计显著提升了其在复杂、多变的环境中的性能和稳定性。基于MADDPG算法框架,设计算法的网络结构、状态空间、动作空间和奖励函数,实现无人机编队控制。为解决多智能体算法收敛困难的问题,训练过程中使用课程强化学习将任务进行阶段分解,针对每次任务不同,设计层次递进的奖励函数,并使用人工势场思想设计稠密奖励,使得训练难度大大降低。在自主搭建的软件在环(SITL)仿真环境中,通过消融、对照实验,验证了MADDPG算法在多智能体环境中的有效性和稳定性。最后进行实机实验,在现实环境中进一步验证了所设计算法的实用性。
- 吴凯峰刘磊刘晨梁成庆
- 关键词：无人机编队课程学习
- 基于扩张状态观测器的异构多智能体编队控制
- 2025年
- 针对复杂环境下异构多智能体编队协同控制问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的异构多智能体编队协同控制方法。该异构智能体编队主要由无人地面车辆(UGV)以及无人飞行器(UAV)组成。首先,建立单个UGV动力学模型以及单个UAV动力学模型,在此基础上构建了异构多智能体编队动力学模型。其次,针对异构编队系统存在的未知扰动和模型参数不确定性,设计了一种新的扩张状态观测器,该观测器在传统扩张状态观测器的基础上引入积分项来估计模型参数不确定和系统未知扰动。基于积分扩张状态观测器(IESO),设计了动态编队控制协议,并给出误差在有限时间内收敛的证明。最后,与基于传统扩张状态观测器设计的控制方法仿真相比,所提出方法在X方向上的误差在7 s左右已趋于零,Y方向上的误差在6 s左右已趋于零,仿真结果表明所提方法观测精度更高,收敛速度更快,抗干扰能力更强。
- 陈世东庹先国韩强
- 关键词：扩张状态观测器编队控制
- 无人机领导的多无人艇系统固定时间优化编队控制
- 2025年
- 针对多无人艇(unmanned surface vessels,USVs)编队系统中USV视野受限等问题,提出一种以无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)作为多USV编队领导者的模型.针对UAV领导的多USV系统水空协同编队问题,设计一种固定时间的优化编队控制算法.在对USV、UAV进行三自由度动力学建模的基础上构建增广系统,并建立一个以优化控制输入及编队误差为目标的性能指标函数.所提出的辨识器-执行者-评价者结构的强化学习算法中,辨识器可以精确辨识系统中的未知非线性动态,通过评价者完成对最优性能指标函数值的评估、执行者更新控制策略两个步骤不断优化控制策略以逼近最优,进而利用Lyapunov方法证明UAV-USV系统编队误差能在固定时间内收敛.最后,通过仿真模拟验证了所提出算法的有效性.
- 向雨竹邹文成郭健向峥嵘
- 关键词：无人艇编队控制优化控制多智能体系统
- 一种基于仿射编队控制的四旋翼无人机避障系统新判据
- 本发明公开了一种基于仿射编队控制的四旋翼无人机避障系统新判据。该方法设计一个干扰观测器去估计四旋翼无人机的未知干扰真实值，并给出对应的抗干扰控制器。此外，为使得编队飞行时避开障碍物，利用仿射变换方法实现领导者‑追随者仿射...
- 沈谋全王晨李丽伟张智浩秦雯
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- 严卫生
- 作品数：412被引量：1,155H指数：18
- 供职机构：西北工业大学
- 研究主题：自主水下航行器 水下航行器 水下航行 AUV 水下机器人
- 周绍磊
- 作品数：173被引量：870H指数：15
- 供职机构：中国人民解放军海军航空工程学院控制工程系
- 研究主题：无人机 自动测试系统 模拟电路 遗传算法 支持向量机
- 张瑞雷
- 作品数：13被引量：73H指数：6
- 供职机构：南京理工大学自动化学院
- 研究主题：编队控制 多机器人系统 非完整移动机器人 编队 反步法
- 陈庆伟
- 作品数：377被引量：1,431H指数：18
- 供职机构：南京理工大学
- 研究主题：网络控制系统 非线性系统 切换系统 伺服系统 多目标优化
- 雷斌
- 作品数：97被引量：42H指数：4
- 供职机构：武汉科技大学
- 研究主题：群体机器人 阀套 编队控制 编队 移动机器人
