2、异构群体系统编队跟踪控制研究综述

异构群体系统编队跟踪控制研究综述

1. 引言

异构群体系统具有广泛的跨域协作应用，如空 - 地协调、空 - 海协调等。在研究中，高阶异构群体系统的时变编队跟踪控制是重点。由于同构群体系统是异构系统的特殊情况，且编队控制是编队跟踪控制的研究基础，所以先介绍同构群体系统的编队控制和编队跟踪控制，再对异构群体系统的相关文献进行综述。

2. 同构群体系统的编队跟踪

2.1 经典编队控制方法

自 20 世纪 90 年代以来，编队控制问题在机器人研究领域受到关注，出现了许多经典的编队控制方法：
- 基于行为的方法 ：群体系统中的每个智能体有多个预设的行为模式，如编队维持、避障和向特定目标移动等，这些行为模式构成行为集。每个动作产生相应的控制效果，智能体的最终控制器通过这些动作的控制作用加权求和得到。
- 虚拟结构方法 ：将期望的编队视为刚性虚拟结构，群体系统中的每个智能体对应虚拟结构上的一个点。编队移动时，智能体跟踪虚拟结构中的对应点。
- 领导者 - 跟随者方法 ：指定群体系统中的一个或多个智能体为领导者，其余为跟随者。所有跟随者直接与领导者通信，领导者按指定路径移动，跟随者与领导者保持特定的相对位置和角度关系以实现期望的编队。

然而，这些方法存在一定的局限性。基于行为的方法难以进行系统的理论分析；基于虚拟结构的编队控制无法以分布式方式实现；领导者 - 跟随者方法的鲁棒性较弱。

随着控制研究的发展，网络因素的考虑和分布式控制的强调成为重要变化。群体系统作为典型的网络系统，核心是设计