垂直起降无人机动作协同 姿态同步与编队控制PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 协调方法综述 2

1.2 刚体系统的姿态同步 3

1.3 垂直起降无人机的编队控制 6

1.4 通信时延处理 8

1.5 本书概要 9

第2章 背景和预备知识 11

2.1 预备知识 11

2.1.1 符号和定义 11

2.1.2 有用的引理 12

2.1.3 有界函数 13

2.1.4 信息流建模 14

2.2 姿态表示和运动学 17

2.2.1 姿态表示 17

2.2.2 姿态运动学 22

2.3 垂直起降无人机的动力学模型 22

2.3.1 四旋翼飞行器举例 22

2.3.2 涵道风扇飞行器举例 24

2.3.3 垂直起降无人机的标称模型 26

第3章 刚体姿态同步 28

3.1 姿态同步问题 28

3.2 预备知识 29

3.2.1 相对姿态误差 29

3.2.2 姿态跟踪误差 31

3.3 状态反馈姿态同步 32

3.4 免速度测量的姿态同步——方法一 34

3.4.1 无主和主从式姿态同步 35

3.4.2 最终速度为零的无主姿态同步 39

3.4.3 协同姿态跟踪 41

3.5 免速度测量的姿态同步——方法二 43

3.5.1 无主和主从式姿态同步 43

3.5.2 协同姿态跟踪 46

3.6 仿真结果 48

3.7 讨论与结束语 61

第4章 带通信时延的刚体姿态同步 63

4.1 状态反馈姿态同步 64

4.1.1 无主和主从式姿态同步 64

4.1.2 协同姿态跟踪 67

4.2 无角速度测量的姿态同步 69

4.2.1 无向网络和时变通信时延的情况 70

4.2.2 有向网络和恒定通信时延的情况 75

4.3 仿真结果 78

4.4 讨论和结束语 82

第5章 垂直起降无人机的位置跟踪 84

5.1 位置控制设计方法 85

5.1.1 推力和目标姿态提取 85

5.1.2 控制设计过程 87

5.2 垂直起降无人机的位置跟踪控制 88

5.2.1 全状态信息情况下的设计 88

5.2.2 无线速度测量的设计 93

5.3 仿真结果 99

5.4 结束语 102

第6章 垂直起降无人机的编队控制 103

6.1 全状态信息下的编队控制 104

6.2 无线速度测量的编队控制 111

6.3 用简化信息流重新设计 116

6.4 仿真结果 120

6.5 结束语 125

第7章 带通信时延的编队控制 126

7.1 全状态信息情况下的编队控制 126

7.1.1 时滞相关的编队控制方案 128

7.1.2 时滞无关的编队控制方案 134

7.2 无线速度测量的编队控制 137

7.2.1 时滞相关的编队控制方案 138

7.2.2 时滞无关的编队控制方案 140

7.3 仿真结果 143

7.4 结束语 149

第8章 结束语 150

8.1 刚体姿态同步 150

8.2 多垂直起降无人机的编队控制 151

8.3 未解决的问题 151

附录 153

A.1 引理2.9的证明 153

A.2 引理3.1的证明 154

A.3 引理3.2的证明 156

A.4 定理3.3的证明 157

A.5 定理3.5的证明 159

A.6 定理3.6的证明 161

A.7 引理4.1的证明 163

A.8 定理4.2的证明 163

A.9 定理4.6的证明 165

A.10 引理7.1的证明 166

参考文献 168