多無人機智能自主協(xié)同控制

目錄
編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 多無人機智能自主協(xié)同控制基本概念 2
1.2 多無人機智能自主控制研究現(xiàn)狀 4
1.2.1 國內(nèi)外研究項目概述 4
1.2.2 多無人機任務決策 12
1.2.3 多無人機運動規(guī)劃 15
1.2.4 多無人機編隊控制 17
1.2.5 多無人機故障診斷與容錯控制 20
1.2.6 多無人機通信組網(wǎng) 22
1.3 多無人機智能自主協(xié)同控制難點分析 26
1.4 撰寫特點和內(nèi)容安排 28
1.5 小結(jié) 30
參考文獻 30
第2章 無人機模型 39
2.1 坐標系與狀態(tài)變量 39
2.1.1 坐標系 39
2.1.2 描述三種典型無人機的狀態(tài)變量 41
2.1.3 坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 43
2.2 固定翼無人機模型 46
2.2.1 固定翼無人機質(zhì)心平動模型 46
2.2.2 固定翼無人機繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動模型 48
2.3 單旋翼無人機模型 52
2.3.1 單旋翼無人機質(zhì)心平動模型 52
2.3.2 單旋翼無人機繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動模型 54
2.4 四旋翼無人機模型 56
2.4.1 四旋翼無人機質(zhì)心平動模型 56
2.4.2 四旋翼無人機繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動模型 58
2.5 小結(jié) 60
參考文獻 60
第3章 多無人機任務決策 61
3.1 多無人機集中式任務決策 61
3.1.1 問題描述 61
3.1.2 面向全局任務收益的多無人機集中式任務決策 62
3.1.3 面向任務優(yōu)先級的多無人機集中式任務決策 74
3.2 多無人機分布式任務決策 88
3.2.1 類腦智能算法 89
3.2.2 問題描述 92
3.2.3 基于類腦智能算法的多無人機分布式任務決策 94
3.3 小結(jié) 116
參考文獻 116
第4章 多無人機運動規(guī)劃 117
4.1 基于路徑點的多無人機運動規(guī)劃 117
4.1.1 問題描述 118
4.1.2 基于自適應高斯偽譜法的求解策略 120
4.1.3 仿真驗證 127
4.2 基于深度強化學習的多無人機運動規(guī)劃 133
4.2.1 問題描述 133
4.2.2 基于深度強化學習的求解策略 135
4.2.3 仿真驗證 142
4.3 小結(jié) 143
參考文獻 144
第5章 多無人機編隊生成控制 145
5.1 無人機姿態(tài)穩(wěn)定控制 145
5.1.1 問題描述 145
5.1.2 基于超螺旋滑模的姿態(tài)穩(wěn)定控制器設計 146
5.1.3 基于自適應超螺旋滑模的姿態(tài)穩(wěn)定控制器設計 156
5.2 無人機軌跡跟蹤控制 169
5.2.1 基于雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)的無人機軌跡跟蹤控制原理 169
5.2.2 問題描述 170
5.2.3 基于高階滑模算法的雙閉環(huán)軌跡跟蹤控制器設計 171
5.3 小結(jié) 184
參考文獻 185
第6章 多無人機編隊保持魯棒自適應控制 186
6.1 全局通信拓撲未知情形下的多無人機編隊保持控制 186
6.1.1 通信拓撲未知情形下的自適應設計基本原理 187
6.1.2 基于自適應算法的多無人機編隊保持控制 190
6.1.3 仿真驗證 203
6.2 考慮避碰約束的多無人機自適應編隊保持控制 207
6.2.1 問題描述 207
6.2.2 考慮避碰約束的自適應分布式控制器設計 209
6.2.3 仿真驗證 216
6.3 小結(jié) 221
參考文獻 221
第7章 多無人機編隊安全重構(gòu)控制 223
7.1 全局通信拓撲已知情形下的多無人機編隊重構(gòu) 223
7.1.1 問題描述 223
7.1.2 超螺旋干擾觀測器設計 225
7.1.3 基于勢能函數(shù)的編隊重構(gòu)控制器設計 229
7.1.4 仿真驗證 237
7.2 全局通信拓撲未知情形下的多無人機編隊重構(gòu) 242
7.2.1 自適應編隊重構(gòu)問題描述 242
7.2.2 自適應編隊重構(gòu)控制器設計 243
7.2.3 仿真驗證 251
7.3 小結(jié) 256
參考文獻 256
第8章 多無人機故障診斷與容錯控制 257
8.1 基于被動容錯的多無人機分布式有限時間容錯控制 257
8.1.1 問題描述 258
8.1.2 多無人機分布式有限時間容錯控制器設計 259
8.2 基于主動容錯的多無人機故障診斷及容錯控制一體化設計 278
8.2.1 問題描述 279
8.2.2 基于狀態(tài)反饋的多無人機故障診斷及容錯控制一體化設計 280
8.2.3 基于輸出反饋的多無人機故障診斷及容錯控制一體化設計 292
8.3 小結(jié) 304
參考文獻 304
第9章 多無人機通信網(wǎng)絡優(yōu)化 305
9.1 基于聯(lián)盟博弈的無人機集群分簇 305
9.1.1 問題描述 306
9.1.2 聯(lián)盟博弈模型 309
9.1.3 基于聯(lián)盟切換的求解策略 310
9.1.4 仿真驗證 314
9.2 基于網(wǎng)絡形成博弈的多無人機路由選擇 318
9.2.1 問題描述 319
9.2.2 網(wǎng)絡形成博弈模型 325
9.2.3 考慮循環(huán)迭代的求解策略 326
9.2.4 仿真驗證 330
9.3 小結(jié) 333
參考文獻 334
第10章 多無人機通信資源分配 335
10.1 基于非合作博弈的多無人機信道資源分配 335
10.1.1 問題描述 336
10.1.2 非合作博弈模型 338
10.1.3 基于*佳響應的求解策略 339
10.1.4 仿真驗證 343
10.2 基于凸優(yōu)化的多無人機時隙和功率資源分配 345
10.2.1 問題描述 346
10.2.2 基于凸優(yōu)化的求解策略 351
10.2.3 仿真驗證 361
10.3 小結(jié) 366
參考文獻 366