基于方位测量与未知领导者线速度信息的编队跟踪控制
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TP273

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北京市自然科学基金项目(4252034);国家自然科学基金项目(62103031, 62303332);国家重点研发计划项目(2023YFB4704404).


Bearing-based formation tracking control with unknown linear velocities of leaders
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    摘要:

    研究领导者线速度和航向角均为时变情况下, 基于方位测量的编队控制问题. 不同于传统基于方位的编队控制方法需要已知领导者完整且时变的速度信息, 考虑了领导者时变的线速度对于所有跟随者未知的场景. 首先, 为保证目标编队的唯一性, 考虑$n_l$个同步运动的领导者; 然后, 根据以通信方式获得的领导者航向角和速度上界信息, 为轮式机器人模型的跟随者设计一种基于方位测量的编队控制律, 以实现目标编队的期望几何构型; 最后, 使用Lyapunov定理证明闭环系统的渐近稳定性, 通过仿真结果验证了所提出控制律的有效性.

    Abstract:

    This paper investigates the bearing-based formation control problem where the linear velocities and heading angles of leaders are time-varying. Different from traditional bearing-based formation control methods where each follower needs to acquire complete and time-varying velocities from the leaders, the time-varying linear velocities of the leaders are unknown to all followers in this paper. The uniqueness of the target formation is guaranteed by $n_l$ leaders moving in synchrony. Relying on the upper bound of the leaders' velocities and their heading angles obtained through communication, this paper proposes a bearing-based formation control algorithm for unicycle-modeled followers, achieving the desired geometric configuration of the target formation. The asymptotic stability of the closed-loop system is proved using the Lyapunov's theorem, and simulation results validate the effectiveness of the proposed formation control law.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

赵云杰,王晶,窦立亚,等.基于方位测量与未知领导者线速度信息的编队跟踪控制[J].控制与决策,2025,40(7):2151-2158

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  • 收稿日期:2024-12-03
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  • 在线发布日期: 2025-06-05
  • 出版日期: 2025-07-20
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