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多飞行器协同制导与控制-第6章节成果

【摘要】:第4、5章主要介绍了适用于集中式通信模式的编队控制技术,本章和第7章将介绍适用于分布式通信模式的编队控制技术。对于采用分布式通信模式的多飞行器,通常将多智能体的分布式一致性理论引入编队控制,基于一致性理论来设计编队控制方法;另外,飞行器间的通信通常不理想,不可避免地会存在通信噪声、通信时延等。

多飞行器的编队控制技术与飞行器采取的通信模式有密切关系。集中式通信时,由于领导者直接与跟随者进行信息传输,因此协同效率较高,本书第4、5章的编队控制方法就是针对采用集中式通信模式的“领-从”模式飞行器设计的。但是,采用集中式通信模式时,领导者必须具有强大的信息存储和计算能力(即对领导者的要求比较高),而且在飞行过程中,领导者一旦被攻击命中,整个编队就相当于进入“群龙无首”的状态,这可能导致协同失败。集中式通信模式比较适用于协同规模较小的情况。

在分布式通信模式中,没有信息集中计算处理单元,各飞行器和自己邻近的飞行器建立通信、传输信息,各飞行器基于测得的自身信息和从有通信关系的飞行器收到的信息来计算制导指令,继而改变飞行轨迹。相对于集中式通信模式,分布式通信模式的优点是飞行器群作战比较灵活,即使有一个或几个飞行器被击落,剩下的飞行器只要数据通信结构还满足要求或进行少量的通信关系调整,仍然可以实现协同作战。分布式通信模式适用于协同规模较大的情况。

集散式通信模式则是集中式通信模式和分布式通信模式的结合。例如,一个大规模的飞行器群由一些小规模飞行器群组成,小规模飞行器群采用集中式通信模式,而小规模群的领导者之间采用分布式通信模式。集散式通信模式适用于协同规模较大的情况。

由上可知,集中式通信模式和分布式通信模式是协同作战中的两种基本通信模式。第4、5章主要介绍了适用于集中式通信模式的编队控制技术,本章和第7章将介绍适用于分布式通信模式的编队控制技术。

对于采用分布式通信模式的多飞行器,通常将多智能体的分布式一致性理论引入编队控制,基于一致性理论来设计编队控制方法;另外,飞行器间的通信通常不理想,不可避免地会存在通信噪声、通信时延等。本章将首先介绍理想通信模式下的一致性编队方法,然后考虑飞行器间存在加性噪声的情况,并给出可降低噪声影响的改进一致性编队方法。