18、异构群体系统的编队-包含跟踪与实验研究

异构群体系统的编队-包含跟踪与实验研究

1. 异构群体系统编队 - 包含跟踪控制

1.1 仿真示例

在异构无人机（UAV） - 无人地面车辆（UGV）群体系统的协同运输场景中，应用了编队 - 包含跟踪控制方法。其中，跟踪领导者（i = 0）代表整个群体系统的宏观参考轨迹，编队领导者（i = 1, 2, 3, 4）为无人机，跟随者（i = 5, 6, …, 10）为无人地面车辆。

无人机需在给定高度实现期望的编队跟踪，无人地面车辆则要收敛到多个无人机形成的凸包在地面的投影。由于多旋翼无人机的高度通道可单独控制，此示例仅考虑异构机器人群体系统在 XY 平面的运动。交互图每 5 秒切换一次，初始拓扑为 $\overline{G_1}$。

跟踪领导者的模型如下：
$S = I_2 \otimes
\begin{bmatrix}
0 & 1 \
0 & 0
\end{bmatrix}
$，
$E = I_2 \otimes
\begin{bmatrix}
0 \
1
\end{bmatrix}
$，
$F = I_2 \otimes [1 \ 0]$，
其随时间变化的控制输入为 $r_0(t) = [0.1 \cos(0.1t), 0.1 \sin(0.1t)]^T$。

无人机在位置和速度环的模型近似为（7.12），其中 $A_i = I_2 \otimes
\begin{bmatrix}
0 & 1 \
\varpi_{xi} & \varpi_