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第1章 引言1

1.1 协调方法综述2

1.2 刚体系统的姿态同步3

1.3 垂直起降无人机的编队控制6

1.4 通信时延处理8

1.5 本书概要9

第2章 背景和预备知识11

2.1 预备知识11

2.1.1 符号和定义11

2.1.2 有用的引理12

2.1.3 有界函数13

2.1.4 信息流建模14

2.2 姿态表示和运动学17

2.2.1 姿态表示17

2.2.2 姿态运动学22

2.3 垂直起降无人机的动力学模型22

2.3.1 四旋翼飞行器举例22

2.3.2 涵道风扇飞行器举例24

2.3.3 垂直起降无人机的标称模型26

第3章 刚体姿态同步28

3.1 姿态同步问题28

3.2 预备知识29

3.2.1 相对姿态误差29

3.2.2 姿态跟踪误差31

3.3 状态反馈姿态同步32

3.4 免速度测量的姿态同步——方法一34

3.4.1 无主和主从式姿态同步35

3.4.2 最终速度为零的无主姿态同步39

3.4.3 协同姿态跟踪41

3.5 免速度测量的姿态同步——方法二43

3.5.1 无主和主从式姿态同步43

3.5.2 协同姿态跟踪46

3.6 仿真结果48

3.7 讨论与结束语61

第4章 带通信时延的刚体姿态同步63

4.1 状态反馈姿态同步64

4.1.1 无主和主从式姿态同步64

4.1.2 协同姿态跟踪67

4.2 无角速度测量的姿态同步69

4.2.1 无向网络和时变通信时延的情况70

4.2.2 有向网络和恒定通信时延的情况75

4.3 仿真结果78

4.4 讨论和结束语82

第5章 垂直起降无人机的位置跟踪84

5.1 位置控制设计方法85

5.1.1 推力和目标姿态提取85

5.1.2 控制设计过程87

5.2 垂直起降无人机的位置跟踪控制88

5.2.1 全状态信息情况下的设计88

5.2.2 无线速度测量的设计93

5.3 仿真结果99

5.4 结束语102

第6章 垂直起降无人机的编队控制103

6.1 全状态信息下的编队控制104

6.2 无线速度测量的编队控制111

6.3 用简化信息流重新设计116

6.4 仿真结果120

6.5 结束语125

第7章 带通信时延的编队控制126

7.1 全状态信息情况下的编队控制126

7.1.1 时滞相关的编队控制方案128

7.1.2 时滞无关的编队控制方案134

7.2 无线速度测量的编队控制137

7.2.1 时滞相关的编队控制方案138

7.2.2 时滞无关的编队控制方案140

7.3 仿真结果143

7.4 结束语149

第8章 结束语150

8.1 刚体姿态同步150

8.2 多垂直起降无人机的编队控制151

8.3 未解决的问题151

附录153

A.1 引理2.9的证明153

A.2 引理3.1的证明154

A.3 引理3.2的证明156

A.4 定理3.3的证明157

A.5 定理3.5的证明159

A.6 定理3.6的证明161

A.7 引理4.1的证明163

A.8 定理4.2的证明163

A.9 定理4.6的证明165

A.10 引理7.1的证明166

参考文献168