分布式无人机编队协同：输入时延影响与算法研究

"本文主要探讨了在具有输入时延的情况下，如何实现分布式多无人机编队的协同控制。作者王品和姚佩阳运用了二阶一致性协议来解决这一问题，并深入研究了输入时延对系统稳定性的影响。他们通过构建和分析Lyapunov-Krasovskii泛函，为有向通信拓扑下的系统提供了收敛的充分条件，并利用线性矩阵不等式（LMI）来确定允许的最大输入时延。最后，通过仿真实验验证了理论分析的有效性。" 在这篇研究论文中，王品和姚佩阳关注的是在分布式环境下多无人机编队的协同控制，特别是在存在输入时延的情况下的稳定性和控制策略。他们提出使用二阶一致性协议，这是一种广泛应用于多机器人系统中保持队形和协调运动的方法。一致性协议允许每个无人机根据其邻居的状态信息调整自己的飞行路径和速度，以达到整体编队的目标。 输入时延是实际系统中常见的问题，尤其在无线通信环境中，它可能导致系统的不稳定性和性能下降。论文中，作者分析了不同输入时延对多无人机编队系统稳定性的影响，这是理解系统动态行为和设计鲁棒控制策略的关键。通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函，他们能够推导出在有向通信拓扑下，系统能够达成一致性（即所有无人机能保持预定队形）的充分条件。这种泛函方法是一种常用的技术，用于证明非线性系统的稳定性。 此外，论文通过线性矩阵不等式（LMI）来寻找允许的最大输入时延。LMI是一种有效的工具，可以用来求解优化问题，特别是在控制理论中，它可以帮助确定系统的性能限制和控制器参数。通过解决这些不等式，作者能够量化输入时延对系统稳定性的影响，并为实际应用提供指导。 最后，为了证明所提出的理论分析和算法的有效性，作者进行了仿真实验。这些实验结果证实了在考虑输入时延的情况下，他们的分布式多无人机编队协同算法能够在三维空间内成功地控制无人机编队，保持预期的队形，从而验证了理论分析的正确性。 这篇论文为处理输入时延问题的分布式多无人机编队控制提供了理论基础和实用方法，对于无人机系统的实际应用具有重要的参考价值。