基于输出反馈的四旋翼飞行器分布式编队控制

丁磊¹，孙智孝²，苗亚囡¹，秦正雁¹，刘腾飞¹

1. 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室2. 中航工业沈阳飞机设计研究所

摘 要：研究了具有有向通讯拓扑的多四旋翼飞行器的分布式编队控制问题。首先建立四旋翼动力学模型,并利用非线性变换将建立的动力学模型转化为双积分器模型。然后将四旋翼飞行器编队看作是由多个子系统构成的关联系统,并通过关联系统的镇定实现编队控制。针对四旋翼飞行速度难以准确实时测量的问题,设计了降维状态观测器实现速度估计,并在此基础上设计了分布式编队控制器。当通讯拓扑满足基本的生成树条件时,通过保证每个子系统的稳定性进而保证整个关联系统的稳定性,从而实现编队控制目标。最后,利用物理实验平台验证了控制算法的有效性。

关键词：四旋翼飞行器;一致性;二阶积分器;输出反馈;状态观测器;