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        一種可用于飛行器群系統(tǒng)編隊(duì)及簡(jiǎn)捷重構(gòu)的算法

        2016-08-10 10:36:16曾志峰陳士櫓徐敏
        航天控制 2016年1期
        關(guān)鍵詞:編隊(duì)飛行器重構(gòu)

        曾志峰 陳士櫓 徐敏

        1.西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院, 西安 710072 2.航天飛行動(dòng)力學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710072

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        一種可用于飛行器群系統(tǒng)編隊(duì)及簡(jiǎn)捷重構(gòu)的算法

        曾志峰1,2陳士櫓1,2徐敏1,2

        1.西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院, 西安 710072 2.航天飛行動(dòng)力學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710072

        針對(duì)集中式編隊(duì)法弊端及重構(gòu)簡(jiǎn)捷化考慮,基于跨臨界分岔變種形式提出了一種分布式群系統(tǒng)編隊(duì)法,可使群系統(tǒng)在有限感知信息條件下自組織無碰撞地實(shí)現(xiàn)期望編隊(duì)。該法通信壓力低、計(jì)算資源省、魯棒性高、擴(kuò)展性好、柔性強(qiáng),核心優(yōu)勢(shì)在于重構(gòu)時(shí)僅需調(diào)節(jié)少量分岔參數(shù)便可簡(jiǎn)捷地調(diào)整切換構(gòu)型。該法基于人工勢(shì)場(chǎng)技術(shù)主要分三部分:基于跨臨界分岔變種形式構(gòu)造全局有序匯聚勢(shì)場(chǎng),基于Morse勢(shì)構(gòu)造成員間避碰勢(shì)場(chǎng)及速度依賴型耗散機(jī)制。通過可行性驗(yàn)證及特性仿真,驗(yàn)證了方法的有效性和優(yōu)越性。分析表明,將該法對(duì)應(yīng)不同平臺(tái)特征進(jìn)行相應(yīng)改造,可較方便地用來實(shí)施諸如小衛(wèi)星群等飛行器群系統(tǒng)的編隊(duì)任務(wù)。關(guān)鍵詞 飛行器; 編隊(duì); 重構(gòu); 跨臨界分岔; 人工勢(shì)場(chǎng)

        隨著MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的發(fā)展[1],人們把更多目光投向了微小型任務(wù)平臺(tái),諸如小衛(wèi)星、小型無人機(jī)等微小型飛行器。相對(duì)大型平臺(tái),微小型平臺(tái)雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能較單一,但其可通過集群化任務(wù)應(yīng)用形式來實(shí)現(xiàn)甚至超越大型平臺(tái)的功用。

        作為群系統(tǒng)任務(wù)的一種典型任務(wù)形式,編隊(duì)由于其高任務(wù)性價(jià)比,越來越得到人們的重視并得到了廣泛的研究。編隊(duì)方法本質(zhì)上主要分為集中式和分布式兩種。集中式方法諸如跟隨領(lǐng)航者法、虛擬結(jié)構(gòu)法等在群系統(tǒng)成員不多、任務(wù)簡(jiǎn)單及環(huán)境不復(fù)雜的情況下尚能有效遂行編隊(duì)任務(wù),但在成員數(shù)規(guī)模較大、任務(wù)及環(huán)境復(fù)雜的情形下就顯露出諸如魯棒性低、擴(kuò)展性差和柔性小等弊端。分布式方法主要以基于行為法為代表,其中行為建模多基于人工勢(shì)場(chǎng)技術(shù),其分布式的體系結(jié)構(gòu)可以很好地克服以上集中式方法所面臨的弊端[2]。Izzo基于人工勢(shì)場(chǎng)技術(shù)開發(fā)了名為“Equilibrium Shaping Approach”的編隊(duì)方法[3],此法利用目標(biāo)構(gòu)型的幾何對(duì)稱性來消減方程數(shù)量從而求得人工行為勢(shì)場(chǎng)各參數(shù),可使群體成員僅在局部感知信息下自組織地編成目標(biāo)空間構(gòu)型。Pinciroli C等人[4]利用著名的雙體勢(shì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蛡惣{德-瓊斯勢(shì)[5](LJP, Lennard-Jones potential)構(gòu)造局部勢(shì)場(chǎng),使成員在避碰同時(shí)編制成帶中心正六邊形局部構(gòu)型,且構(gòu)型中相鄰成員間距與設(shè)定值幾乎保持一致。諸如以上兩法的分布式編隊(duì)方法,均能有效地克服集中式方法存在的弊端,但同時(shí)也存在構(gòu)型切換的相對(duì)不便捷問題,諸如Izzo法在切換構(gòu)型時(shí)需要重新依據(jù)新構(gòu)型設(shè)定目標(biāo)點(diǎn)處駐留勢(shì)場(chǎng)以及依據(jù)新構(gòu)型的對(duì)稱性來確定所有未定勢(shì)場(chǎng)參數(shù),Pinciroli C法在切換構(gòu)型時(shí)則一般需要更換所用到的原子/分子經(jīng)驗(yàn)勢(shì)模型。

        基于以上分析,本文基于跨臨界分岔變種形式提出了一種分布式群系統(tǒng)編隊(duì)方法,可使諸如微小型飛行器群等群系統(tǒng)有限感知信息條件下自組織無碰撞地實(shí)現(xiàn)期望編隊(duì),且僅需更改分岔參數(shù)便可實(shí)現(xiàn)不同構(gòu)型間的快速切換。首先對(duì)所提方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹;其次通過理想任務(wù)仿真驗(yàn)證該法可行性;再其次通過特性仿真對(duì)方法的魯棒性、擴(kuò)展性以及柔性進(jìn)行分析,最后總結(jié)該法并對(duì)其在飛行器群編隊(duì)任務(wù)中的應(yīng)用發(fā)展做了分析展望。

        1 方法介紹

        方法基于人工勢(shì)場(chǎng)技術(shù)對(duì)群系統(tǒng)成員各虛擬行為進(jìn)行建模,包括:基于跨臨界分岔變種形式構(gòu)造全局人工勢(shì)場(chǎng)誘導(dǎo)成員的有序匯聚行為;基于Morse勢(shì)[6]構(gòu)造成員間局部人工勢(shì)場(chǎng)遂行成員間的避碰行為。群系統(tǒng)各成員經(jīng)前二者的協(xié)調(diào)作用,將逐步自組織、無碰撞地匯聚于預(yù)設(shè)編隊(duì)點(diǎn)周圍,并編成期望構(gòu)型。在此基礎(chǔ)上,引入速度依賴型耗散機(jī)制以確保任意初始分布條件下群系統(tǒng)編隊(duì)均收斂。

        不失一般性,采用二階群系統(tǒng)模型,考慮N個(gè)同質(zhì),質(zhì)量均為m,大小可忽略成員的編隊(duì)任務(wù),成員i位置、速度矢量分別為xi,vi。此時(shí)群系統(tǒng)中成員i的二階運(yùn)動(dòng)方程可寫為如下形式:

        (1)

        式中,US為全局有序匯聚勢(shì)場(chǎng),采用跨臨界分岔變種形式對(duì)應(yīng)勢(shì)函數(shù)形式;UR為成員間避碰勢(shì)場(chǎng),基于Morse勢(shì)構(gòu)造;σ為耗散因子控制耗散快慢。

        下文詳細(xì)介紹各人工勢(shì)場(chǎng)構(gòu)造。

        1.1 全局有序匯聚勢(shì)場(chǎng)

        動(dòng)力系統(tǒng)中,當(dāng)某個(gè)或某些系統(tǒng)參數(shù)以平滑方式作緩慢改變時(shí)引起系統(tǒng)發(fā)生性質(zhì)或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的突變謂之“分岔”,而這些參數(shù)即為“分岔參數(shù)”。分岔可進(jìn)一步分為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)分岔兩大類,前者討論平衡態(tài)數(shù)目和穩(wěn)定性的變化,典型如叉形分岔、跨臨界分岔等;后者討論系統(tǒng)在相空間中軌線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化,典型如霍普夫分岔等。

        利用分岔來構(gòu)建全局人工勢(shì)場(chǎng)主要利用的是分岔對(duì)應(yīng)動(dòng)力系統(tǒng)的有序演化特性以及改變分岔參數(shù)所引起的系統(tǒng)性質(zhì)突變性。前者可用來匯聚成員并編制目標(biāo)構(gòu)型,后者則可用來進(jìn)行目標(biāo)構(gòu)型間的快速切換重構(gòu)?;诖怂枷?,Derek.J.Bennet等[7]研究了利用叉式分岔、跨臨界分岔及霍普夫分岔等分岔構(gòu)建勢(shì)場(chǎng)進(jìn)行編隊(duì)的可能。

        與Derek.J.Bennet方法不同,本文基于跨臨界分岔的變種形式進(jìn)行全局勢(shì)場(chǎng)設(shè)置。該變種形式一方面繼承了跨臨界分岔形式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),可彌補(bǔ)跨臨界分岔在不同分岔情形下穩(wěn)定平衡態(tài)均單一且對(duì)應(yīng)勢(shì)場(chǎng)最小位置非全局最小的劣勢(shì);另一方面分岔效果又與叉式分岔相似,同時(shí)對(duì)應(yīng)勢(shì)場(chǎng)函數(shù)的階次又比叉式分岔對(duì)應(yīng)階次低,故而利用該變種形式進(jìn)行編隊(duì)時(shí),一方面可獲得比跨臨界分岔編隊(duì)法更豐富的構(gòu)型;另一方面由于其勢(shì)場(chǎng)函數(shù)階次低,對(duì)應(yīng)人工勢(shì)場(chǎng)比叉式分岔人工勢(shì)場(chǎng)要更平緩,將更有利于編隊(duì)的控制實(shí)施及燃料節(jié)省。

        本文所用跨臨界分岔變種形式如下:

        (2)

        式中,x為動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)參量,μ為分岔參數(shù)。

        (3)

        其平衡態(tài)穩(wěn)定性可由系統(tǒng)雅可比矩陣特征值性質(zhì)來決定,其中雅可比矩陣J為:

        (4)

        易知其特征值:

        (5)

        從而依李雅普諾夫間接法知平衡態(tài)穩(wěn)定情形如下:

        (6)

        對(duì)應(yīng)分岔圖如圖1所示。

        圖1 跨臨界分岔變種形式分岔圖

        該變種分岔對(duì)應(yīng)的勢(shì)場(chǎng)函數(shù)為:

        (7)

        圖2為跨臨界分岔變種形式對(duì)應(yīng)的勢(shì)場(chǎng)圖,當(dāng)μ<0時(shí),勢(shì)場(chǎng)只有1個(gè)極小值點(diǎn),對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)xe=0;而當(dāng)μ>0時(shí),勢(shì)場(chǎng)有1個(gè)極大值點(diǎn)及2個(gè)極小值點(diǎn),對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的1個(gè)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)xe=0及2個(gè)穩(wěn)定平衡點(diǎn)xe=±μ。

        圖2 跨臨界分岔變種形式對(duì)應(yīng)勢(shì)場(chǎng)圖(μ=±4)

        考慮如下的二維系統(tǒng):

        (8)

        圖3(a)和(b)分別對(duì)應(yīng)存在耗散機(jī)制下跨臨界分岔動(dòng)力系統(tǒng)在分岔參數(shù)μ<0,μ>0時(shí)的相圖。

        圖3 跨臨界分岔變種形式相圖(σ=1)

        圖1~3從不同角度展示了跨臨界變種形式對(duì)應(yīng)動(dòng)力系統(tǒng)的演化穩(wěn)定及分岔特性。本法即相中這些特性,基于式(7)建立全局有序匯聚勢(shì)場(chǎng)US,以期達(dá)到有序匯聚群系統(tǒng)成員編制目標(biāo)構(gòu)型,并在不同構(gòu)型間進(jìn)行簡(jiǎn)捷重構(gòu)的目的。但需說明的是,式(7)僅為勢(shì)場(chǎng)函數(shù)基本形式,實(shí)際使用時(shí)一般依據(jù)編隊(duì)構(gòu)型進(jìn)行相應(yīng)改造,具體參見下文仿真部分。

        1.2 成員間避碰勢(shì)場(chǎng)

        基于Morse勢(shì)建立如下成員間避碰勢(shì)場(chǎng):

        (9)

        式中,Cr為勢(shì)場(chǎng)幅度參數(shù);Lr為勢(shì)場(chǎng)影響范圍參數(shù);xij=xi-xj為成員間位置矢量差。

        2 仿真驗(yàn)證

        考慮含50個(gè)同質(zhì)成員的群系統(tǒng),各成員大小忽略,質(zhì)量均為m,零初始速度隨機(jī)分布于參考坐標(biāo)系o-xyz內(nèi),以原點(diǎn)o為圓心,rs為半徑的球域內(nèi),成員i位置、速度矢量分別為xi,vi。理想條件下,假設(shè)各成員不受任何外力,可感知自身位置、速度信息及周邊其它成員的位置信息,并能根據(jù)編隊(duì)需要提供相應(yīng)加速度。

        仿真基于式(1)所示二階群系統(tǒng)模型進(jìn)行,其中有序匯聚勢(shì)場(chǎng)函數(shù)基于式(7)基本形式構(gòu)建:

        (10)

        仿真參數(shù)及結(jié)果如表1和圖4所示。

        表1 仿真驗(yàn)證所用參數(shù)

        圖4 仿真3D圖、xy平面圖

        由圖4可知,自由空間、理想任務(wù)條件下,基于本文方法,通過將跨臨界分岔變種形式所對(duì)應(yīng)勢(shì)場(chǎng)函數(shù)的基本形式改造為式(10)所示形式,從而建立起全局有序匯聚勢(shì)場(chǎng),可很方便地在有限感知信息條件下使群系統(tǒng)自組織無碰撞地編成單圓式、圓簇式和雙圓式構(gòu)型,從而從仿真角度驗(yàn)證了本編隊(duì)方法的有效性。

        方法介紹部分提到了本文基于跨臨界分岔變種形式進(jìn)行編隊(duì)的優(yōu)勢(shì),即與Derek. J. Bennet文中基于跨臨界分岔及叉式分岔編隊(duì)相比,一方面可獲得比跨臨界分岔編隊(duì)法更豐富的構(gòu)型(跨臨界分岔由于穩(wěn)定平衡態(tài)單一且對(duì)應(yīng)勢(shì)場(chǎng)最小位置非全局最小,不能采用類似式(10)的處理方式編制單圓式、雙圓式等構(gòu)型);另一方面可編制出叉式分岔編隊(duì)法類似的構(gòu)型種類,由于勢(shì)場(chǎng)函數(shù)階次更低,相同情形下較后者更省力省能源。以下通過相同任務(wù)條件下采用本文方法和叉式分岔編隊(duì)法進(jìn)行單圓、圓簇及雙圓式構(gòu)型的3組仿真進(jìn)行對(duì)比說明以上結(jié)論。

        表2 編隊(duì)方法對(duì)比仿真所用參數(shù)(法一:本文編隊(duì)法;法二:叉式分岔編隊(duì)法)

        由圖5各子圖可看出,相同任務(wù)條件下,無論是單圓式、圓簇式還是雙圓式編隊(duì)情形,本文編隊(duì)法較叉式分岔編隊(duì)法在系統(tǒng)成員動(dòng)能之和∑Ei及控制力大小之和∑‖F(xiàn)i‖兩個(gè)指標(biāo)上均具明顯優(yōu)勢(shì),說明同等任務(wù)條件下本文編隊(duì)法較叉式分岔編隊(duì)法更為省力節(jié)能。

        需要說明的是,上文仿真均采用了類似式(10)的思路,對(duì)所用分岔型勢(shì)場(chǎng)函數(shù)基本形式進(jìn)行改造,實(shí)際上還可采用多種不同改造思路來得到其它構(gòu)型類別,諸如圖6~9所示的多種對(duì)稱構(gòu)型。

        3 特性分析

        在驗(yàn)證方法有效性后,以下繼續(xù)考察該法在諸如失效減員、升級(jí)增員及行進(jìn)間避障,并進(jìn)行構(gòu)型切換情形下的特性,即考察該法的魯棒性、擴(kuò)展性以及柔性(亦稱“靈活性”)。簡(jiǎn)便但不失普適性,本節(jié)依然基于上節(jié)腳本進(jìn)行各仿真分析。

        3.1 魯棒性

        圖10各子圖分別對(duì)應(yīng)上節(jié)完成單圓式、圓簇式及雙圓式構(gòu)型編隊(duì)后,發(fā)生成員失效情形下(假定隨機(jī)有10個(gè)成員失效,簡(jiǎn)便但不失有效性,進(jìn)一步假定失效成員失效同時(shí)立即從任務(wù)空間消失),剩余成員自動(dòng)調(diào)整的各仿真過程圖。由以上各圖可看出,本文方法具有良好的魯棒性,當(dāng)構(gòu)型發(fā)生成員失效后,剩余成員可以在其它條件不變的前提下,自動(dòng)地快速進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整前后編隊(duì)構(gòu)型類型保持不變。

        圖5 編隊(duì)方法對(duì)比仿真圖

        圖6 簇式對(duì)稱構(gòu)型仿真對(duì)比圖

        圖7 直線式對(duì)稱構(gòu)型仿真對(duì)比圖

        圖8 單雙球面、單雙橢球面構(gòu)型仿真對(duì)比圖

        圖9 層式構(gòu)型仿真對(duì)比圖

        圖10 魯棒性仿真圖

        3.2 擴(kuò)展性

        圖11各子圖分別對(duì)應(yīng)上節(jié)完成單圓式、圓簇式及雙圓式構(gòu)型編隊(duì)后,增加成員情形下(假定隨機(jī)增加10個(gè)成員,初始化機(jī)制與原成員相同),新老成員一起自動(dòng)擴(kuò)展調(diào)整的各仿真過程圖。由以上各圖可以看出,本文方法具有良好的擴(kuò)展性,當(dāng)編隊(duì)完成在構(gòu)型周圍隨機(jī)增加成員后,新老成員可以在其它條件不變的前提下,自動(dòng)地快速進(jìn)行擴(kuò)展性調(diào)整,調(diào)整前后編隊(duì)構(gòu)型類型保持不變。

        3.3 柔性

        通過對(duì)障礙避讓及構(gòu)型間靈活調(diào)整切換等腳本來考察本文方法的柔性。仿真腳本大致設(shè)置如下:

        階段1:50個(gè)成員由初始隨機(jī)狀態(tài)開始,勻速沿x軸正方向行進(jìn),同時(shí)編為圓簇式構(gòu)型;

        階段2:成員保持圓簇式構(gòu)型繼續(xù)勻速前進(jìn),隨后進(jìn)入障礙區(qū)并在避障通過后恢復(fù)原構(gòu)型;

        階段3:行進(jìn)過程中,簇式構(gòu)型切換為xy平面內(nèi),半徑r=3的單圓構(gòu)型;

        階段4:行進(jìn)過程中,調(diào)整單圓構(gòu)型的半徑為r=5,同時(shí)改變編隊(duì)平面為xz平面;

        階段5:行進(jìn)最后階段,將階段4的單圓構(gòu)型切換為雙圓構(gòu)型,構(gòu)型處于xy平面上,內(nèi)外圈半徑分別為4和6。

        圖11 擴(kuò)展性仿真圖(黑點(diǎn):原成員;白圈:新增成員)

        具體仿真結(jié)果如圖12所示,為使視角清晰不致遮蔽成員,圖12(c)中采用黑圓圈表達(dá)三障礙。

        由圖12各子圖可以看出,成員完全按照預(yù)設(shè)腳本行進(jìn),且在行進(jìn)過程中順利完成避障、構(gòu)型調(diào)整、切換動(dòng)作,體現(xiàn)了方法一定的柔性特質(zhì)。方法柔性尤其體現(xiàn)在構(gòu)型通過避障區(qū)時(shí),由圖12(a) 及(c)可看出,原圓簇式構(gòu)型雖因障礙排斥發(fā)生變形但又因編隊(duì)勢(shì)場(chǎng)的作用而不至完全被破壞,并且能在通過障礙區(qū)之后迅速恢復(fù)原編隊(duì)構(gòu)型。

        4 結(jié)束語

        基于跨臨界分岔變種形式提出了一種分布式群系統(tǒng)編隊(duì)方法,可使群系統(tǒng)自組織無碰撞地實(shí)現(xiàn)期望編隊(duì)。整個(gè)編隊(duì)過程中,成員只需知道自身位置、速度信息以及感知周邊其它成員的位置信息,即只需有限的感知信息,通信壓力??;成員也無須進(jìn)行復(fù)雜的積分運(yùn)算而僅需簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算來進(jìn)行自身的路徑規(guī)劃,節(jié)省計(jì)算資源。相對(duì)于傳統(tǒng)集中式編隊(duì)法,本文方法魯棒性更高、擴(kuò)展性更好、柔性更大,其最大的優(yōu)勢(shì)在于,僅需通過簡(jiǎn)單的分岔參數(shù)變換便能實(shí)現(xiàn)快速地調(diào)整性及切換性重構(gòu)。此外,本文方法可編制構(gòu)型豐富,可用來實(shí)施不同的任務(wù),諸如:小衛(wèi)星群系統(tǒng)或無人機(jī)群系統(tǒng)可基于團(tuán)簇式或圓式構(gòu)型,利用本法的簡(jiǎn)捷重構(gòu)特性實(shí)施干涉測(cè)量任務(wù);航天結(jié)構(gòu)單元群系統(tǒng)利用簇式對(duì)稱、直線式對(duì)稱及層式等構(gòu)型來實(shí)施空間建造任務(wù);甚至軍事平臺(tái)群系統(tǒng)利用單雙球面、單雙橢球面構(gòu)型實(shí)施群攻群防任務(wù)。

        圖12 柔性仿真圖(黑點(diǎn):成員;黑圓柱/黑圓圈:障礙)

        顯然,不同的群系統(tǒng)平臺(tái)在利用本法實(shí)施編隊(duì)任務(wù)時(shí),需要考慮實(shí)際的通信、動(dòng)力條件及其它約束,結(jié)合平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性及控制方式進(jìn)行相應(yīng)改造,諸如:連續(xù)小推力小衛(wèi)星平臺(tái)可直接基于二階群系統(tǒng)模型,將本法設(shè)置的人工勢(shì)場(chǎng)力項(xiàng)及速度依賴型耗散項(xiàng)添加到小衛(wèi)星相應(yīng)軌道二階運(yùn)動(dòng)方程的右端,便可得到編隊(duì)過程中各成員星的運(yùn)動(dòng)方程,進(jìn)一步設(shè)定各成員感知半徑、動(dòng)力幅值后便可順利實(shí)施編隊(duì),篇幅所限,具體改造過程另文闡述。

        [1]OsianderR,DarrinMG,ChampionJL.MEMSandMicrostructuresinAerospaceApplication[M].Florida:CRCPress, 2006.

        [2] 王祥科,李迅,鄭志強(qiáng).多智能體系統(tǒng)編隊(duì)控制相關(guān)問題研究綜述[J].控制與決策,2013,28(11):1601-1613. (WangXiangke,LiXun,ZhengZhiqiang.SurveyofDevelopmentsonMulti-agentFormationControlRelatedProblems[J].ControlandDecision, 2013,28(11):1601-1613.)

        [3]IzzoD,PettazziL.AutonomousandDistributedMotionPlanningforSatelliteSwarm[J].JournalofGuidance,ControlandDynamics, 2007, 30(2): 449-459.

        [4]PinciroliC,BirattariM,TuciE,etal.Self-OrganizingandScalableShapeFormationforaSwarmofPicoSatellites[R].IRIDIA-TechnicalReportSeries,TechnicalReport,No.TR/IRIDIA/2008-009,Bruxelles:IRIDIA, 2008.

        [5]BurkertU,AllingerNL.MolecularMechanics[M].Washington.D.C:AmericanChemicalSociety, 1982:177.

        [6]D’OrsognaMR,ChuangYL,BertozziAL,etal.Self-propelledParticleswithSoft-coreInteractions:Patterns,StabilityandCollapse[J].PhysicalReviewLetters, 2006, 96(10):104302.

        [7]BennetDJ,McInnesC,SuzukiM,etal.AutonomousThree-dimensionalFormationFlightforaSwarmofUnmannedAerialVehicles[J].JournalofGuidance,ControlandDynamics, 2011, 34(6): 1899-1908.

        [8]BennetDJ,McInnesC.PatternTransitioninSpacecraftFormationFlyingUsingBifurcatingPotentialField[J].AerospaceScienceandTechnology, 2012, 23(1): 250-262.

        The Novel Algorithm for Formation and Simple Reconfiguration of Swarming Flight Vehicles System

        Zeng Zhifeng1,2, Chen Shilu1,2, Xu Min1,2

        1. School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China 2. Science and Technology on Aerospace Flight Dynamics Laboratory, Xi’an 710072, China

        Regardingshortcomingsofthecentralizedformationmethodsandtheneedsofsimplifiedreconfiguration,adistributedformationmethodofswarmsystemisproposed,whichisbasedonavariantoftranscriticalbifurcation.Byusingthismethodandmakinguseoflimitedsensorialinformation,aswarmsystemcanachievethedesiredformationconfigurationsinaself-organizedmannerwhilethecollisiondoesnotoccur.Thismethodhasthecharacteristicsoflowcommunicationpressure,computationresourcessaving,highrobustness,goodscalabilityandmoreflexibility,anditscoreadvantageisthatitcanadjustandswitchconfigurationssimplybychangingonlyafewbifurcationparametersinreconfiguration.Theartificialpotentialfieldtechniqueisutilizedinthismethod,whichcanbedividedintothreeparts:aglobalorderedconvergenceartificialpotentialfieldbasedonavariantoftranscriticalbifurcation,alocalcollisionavoidancepotentialfieldamongagentsbasedontheMorsepotentialfunctionandthespeed-dependentdissipationmechanism.Thefeasibilityandsuperiorityofthenewmethodologyisverifiedbythesimulationresultsunderidealconditions.Theanalysisofthepapershowsthatthisnewmethodcanbeeasilyusedtoperformactualformationmissionsbymakingsomesimplemodificationsforrealswarmsystems,suchasmicrosatellitesswarm,etc.

        Flightvehicle;Formation;Reconfiguration;Transcriticalbifurcation;Artificialpotentialfield

        2015-09-14

        曾志峰(1983-),男,江西豐城人,博士研究生,主要研究方向?yàn)轱w行器動(dòng)力學(xué)與控制、群體控制;陳士櫓(1920-),男,浙江東陽人,原蘇聯(lián)莫斯科航空學(xué)院副博士,教授,主要研究方向?yàn)轱w行器動(dòng)力學(xué)與控制;徐 敏(1956-),女,西安人,博士,教授,主要研究方向?yàn)轱w行器動(dòng)力學(xué)與控制。

        V529.1

        A

        1006-3242(2016)01-0029-08

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