系统工程与电子技术

作者：孙田野, 孙伟, 吴建军

单位：1. 西安电子科技大学空间科学与技术学院, 陕西 西安 710071；2. 西北工业大学第365研究所, 陕西 西安 710129

关键词：无人机编队,分布式模型预测控制,改进拟仿射类进化算法,滚动优化,种群优化

基金：国家自然科学基金(61671356);陕西省重点研发计划(2020GY-136);陕西省重点研发计划重点产业创新链项目(2019ZDLGY14-02-03);陕西省重点研发计划重点产业创新链项目(2022ZDLGY03-01);中国高校产学研创新基金(2021ZYA08004);西安市科技计划(2022JH-RGZN-0039)

为了提高多无人机在编队集结过程中的稳定性, 提出基于改进拟仿射类进化(improved quasi-affine transformation evolutionary, IQuatre)算法的无人机编队集结方法。首先, 基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control, DMPC)建立无人机编队的运动预测模型, 通过预测无人机的“未来态”规避编队内碰撞风险, 滚动优化的数学模型提高了无人机到达指定位置的稳定性, 使得无人机更好、更快地加入编队飞行; 其次, 对Quatre算法进行种群优化改进, 将携带最优基因的父代个体有选择性地加入子代种群, 加快种群收敛。实验结果表明, 基于DMPC的无人机编队集结未出现碰撞情况, 减小了无人机调整状态过程中出现的位置偏差; 对比仿真验证了IQuatre算法能够提高编队集结的稳定性, 较原Quatre算法减少了5.2%的平均迭代次数, 在计算时间上节约了4.6%, 位置误差减小了0.45 m。

来源：2022年第9期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

查看系统工程与电子技术杂志2022年第9期