了得網工業技術_多無人平臺協同導航與控制方法

內容簡介

《多無人平臺協同導航與控制方法》基於作者近十年研究成果，對多無人平臺的自主協同導航和控制方法進行繫統介紹。其內容包括：多無人繫統的基本框架和模型、基於分布式濾波的多無人繫統協同導航方法、時滯條件下多無人繫統的協同控制方法、不同通信拓撲條件下多無人繫統的協同控制方法、異構多無人繫統的協同控制方法。
《多無人平臺協同導航與控制方法》內容全面、相關內容前沿，具有很高的工程應用和科研指導價值，可供多機器人協同控制、多飛行器繫統協同導航和傳感器網絡協同感知等領域研究工作人員參考。
同時《多無人平臺協同導航與控制方法》也可作為高等院校先進控制理論、機器人技術等專業的老師、學生及科研工作者的參考用書。

□□章多無人平臺概述
1．1 無人平臺
1．2 多無人平臺
1．3 協同導航與協同控制
1．3．1 多無人平臺體繫結構
1．3．2 多無人平臺協同導航
1．3．3 多無人平臺協同控制

第2章一些理論基礎
2．1 矩陣理論
2．2 圖論
2．2．1 基本概念
2．2．2 基本矩陣
2．2．3 基本性質

□□章多無人平臺概述
1．1 無人平臺
1．2 多無人平臺
1．3 協同導航與協同控制
1．3．1 多無人平臺體繫結構
1．3．2 多無人平臺協同導航
1．3．3 多無人平臺協同控制

第2章一些理論基礎
2．1 矩陣理論
2．2 圖論
2．2．1 基本概念
2．2．2 基本矩陣
2．2．3 基本性質
2．3 控制方法
2．3．1 控制繫統描述
2．3．2 經典的控制方法
2．4 濾波方法
2．4．1 狀態估計
2．4．2 卡爾曼濾波
2．4．3 粒子濾波
2．5 一致性
2．5．1 時間延遲條件下的一致性
2．5．2 采樣數據框架下的一致性
2．5．3 量化一致性
2．5．4 收斂速度

第3章無線傳感器網絡與多無人平臺
3．1 無線傳感器網絡概述
3．1．1 無線傳感器網絡的架構與節點
3．1．2 無線傳感器網絡的特點
3．1．3 無線傳感器網絡的應用技術
3．2 無線傳感器網絡目標跟蹤方法
3．2．1 基於簇樹結構的目標跟蹤算法
3．2．2 基於位置預測的目標跟蹤算法
3．2．3 基於粒子濾波的目標跟蹤算法
3．2．4 其他目標跟蹤算法
3．3 一種應用於無線傳感器網絡的多目標跟蹤算法
3．3．1 無線傳感器網絡多目標跟蹤問題分析與模型建立
3．3．2 基於概率假設密度的無線傳感器網絡的多目標跟蹤算法
3．3．3 仿真實驗與結果
3．4 多無人平臺體繫及其控制架構
3．4．1 多無人平臺體繫結構
3．4．2 多無人平臺編隊基礎問題
3．4．3 多無人平臺編隊控制方法

第4章多無人平臺協同導航算法基礎
4．1 一致性狀態估計
4．1．1 分布式卡爾曼濾波
4．1．2 一致性濾波
4．1．3 一致性分布式濾波的改進
4．2 繫統模型和節點觀測模型
4．3 非線性一致性分布式估計算法
4．3．1 一致性DPF算法
4．3．2 一致性DUIF算法
4．3．3 仿真驗證與分析

第5章基於分布式濾波的多無人平臺協同導航
5．1 稀疏動態WSN模型
5．2 適用於稀疏WSN的一致性DPF算法設計
5．2．1 稀疏WSN問題
5．2．2 信息加權局部粒子濾波
5．2．3 加權平均一致濾波器設計
5．2．4 算法結構和流程
5．2．5 仿真驗證與分析
5．3 適用於稀疏WSN的一致性快速DUIF算法設計
5．3．1 問題分析
5．3．2 局部無跡信息濾波
5．3．3 加權平均一致濾波器設計
5．3．4 通信連接邊權值優化
5．3．5 算法結構和流程
5．3．6 仿真驗證與分析
5．4 考慮先驗估計誤差相關性的一致性快速DUIF算法設計
5．4．1 問題分析
5．4．2 節點觀測模型統計線性化
5．4．3 極大後驗估計
5．4．4 節點共享信息的平均一致濾波
5．4．5 算法結構和流程
5．4．6 仿真驗證與分析
5．5 適用於稀疏/動態WSN的一致性並行融合DUIF算法設計
5．5．1 問題分析
5．5．2 局部無跡信息濾波
5．5．3 基於平均網絡的加權平均一致濾波器設計
5．5．4 算法結構和流程
5．5．5 仿真驗證與分析

第6章時滯條件下多無人平臺協同控制
6．1 一致性控制
6．1．1 連續時間多無人平臺一致性控制
6．1．2 離散時間多無人平臺一致性控制
6．2 時滯條件下編隊繫統穩定性分析
6．2．1 基本的時滯問題描述
6．2．2 無時滯條件下編隊繫統穩定性
6．2．3 繫統穩定性分析
6．2．4 時滯誤差下編隊繫統穩定性
6．2．5 數值仿真及分析
6．3 基於預測控制的時滯多無人平臺編隊控制
6．3．1 多無人平臺編隊控制中的時滯問題
6．3．2 一致性分析
6．3．3 仿真分析
6．4 基於預測控制的時滯多無人平臺脈衝控制
6．4．1 問題描述
6．4．2 一致性分析
6．4．3 仿真分析

第7章不同拓撲結構的多無人平臺協同控制
7．1 對稱固定拓撲離散時間多無人平臺協同控制
7．1．1 一致性協議設計
7．1．2 拉普拉斯矩陣特征值相關定理及推論
7．1．3 基於相對信息的多無人平臺編隊控制算法
7．1．4 基於混合信息的多無人平臺編隊控制算法
7．1．5 數值仿真及分析
7．2 非對稱固定拓撲離散時間多無人平臺協同控制
7．2．1 矩陣有向圖與隨機矩陣的相關定義及理論
7．2．2 一致性協議設計
7．2．3 非對稱拓撲情況下的多無人平臺編隊一致性分析
7．2．4 數值仿真及分析
7．3 可變拓撲離散時間多無人平臺協同控制
7．3．1 聯合圖與SIA矩陣的相關定義及理論
7．3．2 問題描述及一致性協議設計
7．3．3 可變拓撲情況下的多無人平臺編隊一致性分析
7．3．4 數值仿真及分析

第8章異構多無人平臺的協同控制
8．1 連續時間異構多無人平臺的線性一致性
8．1．1 無向圖下的一致性
8．1．2 有向圖下的一致性
8．1．3 時延條件下的一致性
8．2 連續時間異構多無人平臺非線性協議下的一致性
8．2．1 非線性協議下的一致性
8．2．2 有限時間一致性分析
8．3 基於采樣數據離散時間異構多無人平臺的一致性
8．3．1 線性協議下的一致性分析
8．3．2 基於量化信息的一致性分析
8．4 基於脈衝控制異構多無人平臺的一致性
8．4．1 基於采樣信息的脈衝一致性分析
8．4．2 基於矩形脈衝方法的一致性分析
參考文獻

前言

提到無人平臺，人們常會想到無人作戰平臺。無人作戰平臺是指無人駕駛的、按遙控操作或者按預編程序自主運作的、攜帶進攻性或防御性武器遂行作戰任務的一類武器平臺。無人作戰平臺正在成為各國在未來戰爭變革與準備方面上新的著力點。就目前而言，它包括無人作戰飛機、無人反潛戰或反雷戰潛水器、無人戰車等。也有部分研究者將無人作戰平臺稱為無人作戰繫統。一般地，無人作戰平臺是無人平臺在特定應用領域的具體化，無人平臺則是對無人作戰平臺的一般性抽像。
人們對無人平臺的研究已經開始了很長時間。當無人平臺研究解決了基本的物理繫統及建模、定位、導航、控制等問題之後，很自然地，人們會考慮多個無人平臺之間的協同。對於多無人平臺協同控制的方式，□初人們考慮的是集中控制。很顯然，除了描述模型的維數會極大增長之外，與單個無人平臺的控制相比，多個無人平臺的集中控制方式並無本質的區別。問題在於，集中控制方式要求多個無人平臺的所有信息能夠集中到一個中央，經過大量計算後，對各個無人平臺的控制指令也從中央發出。從物理繫統的構成難度及對多無人平臺的應用期望來說，當無人平臺的數量到達一定的規模，或者當無人平臺的工作區域到達一定廠度時，這當然是不現實的。因此，分布式控制成為多無人平臺協同的基本控制結構。或者說，分布式控制纔是多無人平臺協同控制的未來和方向，這也是當前研究者普遍采用的控制結構。

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