本書按照一致性控制、編隊控制和合圍控制三大模塊組織，共計9章。其中第1章為緒論，第2章為預備知識，第3章為一致性控制，第4章至第6章為時變編隊控制，第7章至第8章為合圍控制，第9章為本書總結。第2章為基礎知識部分，主要介紹圖論以及相應的數學工具。第3章為飛行器集群系統一致性控制。第4章、介紹了拓撲固定的集群系統編隊控制。第5章拓撲切換的集群系統編隊控制，主要介紹了有向、無向切換拓撲下的編隊控制。等
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2017年入選中國科協青年人才托舉工程，2019年獲批國家自然科學基金優(yōu)秀青年基金。擔任中國指揮與控制學會集群智能與協同控制專業(yè)委員會總干事、中國自動化學會青年工作委員會副秘書長。研究成果獲得中國指揮與控制學會科技進步一等獎、創(chuàng)新獎一等獎等
目錄
第1章概論001
1.1概念內涵及應用前景001
1.2研究現狀009
1.2.1集群系統一致性控制009
1.2.2集群系統編隊控制012
1.2.3集群系統編隊跟蹤控制015
1.2.4集群系統合圍控制015
1.2.5集群系統編隊合圍控制017
1.3有待解決的問題017
1.4本書內容安排019
1.5本章小結024第2章基本概念和理論025
2.1圖論025
2.2線性空間一致性分解027
2.3矩陣理論027
2.4線性系統理論028
2.5奇異系統理論030
2.6本章小結031第3章集群系統一致性控制032
3.1引言032
3.2問題描述033
3.3一致性問題轉化及初步結果035
3.4狀態(tài)實用一致性分析038
3.5數值仿真045
3.6本章小結047第4章集群系統編隊控制049
4.1引言049
4.2延遲條件下的時變狀態(tài)編隊控制050
4.2.1問題描述050
4.2.2時變狀態(tài)編隊收斂性分析052
4.2.3狀態(tài)編隊可行性分析及協議設計055
4.2.4數值仿真059
4.3時變輸出編隊控制063
4.3.1問題描述064
4.3.2時變輸出編隊收斂性分析065
4.3.3輸出編隊可行性分析及協議設計068
4.3.4數值仿真075
4.4無人機集群時變編隊控制及實驗驗證078
4.4.1問題描述078
4.4.2無人機集群時變編隊分析及協議設計079
4.4.3四旋翼無人機編隊平臺介紹084
4.4.4基于四旋翼無人機的時變編隊仿真及實驗085
4.5本章小結090第5章拓撲切換條件下的集群系統編隊控制091
5.1引言091
5.2無向拓撲切換下的時變狀態(tài)編隊控制092
5.2.1問題描述092
5.2.2無向拓撲切換下的時變編隊收斂性分析093
5.2.3無向拓撲切換下的時變編隊可行性及協議設計095
5.2.4數值仿真100
5.3有向拓撲切換下的時變狀態(tài)編隊控制102
5.3.1問題描述103
5.3.2有向拓撲切換下的時變編隊收斂性分析104
5.3.3有向拓撲切換下的時變編隊可行性分析及協議設計109
5.3.4數值仿真112
5.4拓撲切換下的無人機集群時變編隊控制及實驗驗證114
5.4.1問題描述114
5.4.2拓撲切換下的無人機時變編隊分析及協議設計116
5.4.3四旋翼無人機編隊平臺介紹121
5.4.4基于四旋翼無人機的時變編隊仿真及實驗122
5.5本章小結129第6章集群系統自適應編隊控制130
6.1引言130
6.2固定拓撲下的輸出反饋自適應編隊控制131
6.2.1問題描述132
6.2.2自適應狀態(tài)時變編隊控制協議設計與分析132
6.2.3數值仿真138
6.3切換拓撲下的狀態(tài)反饋自適應編隊控制142
6.3.1問題描述142
6.3.2自適應狀態(tài)時變編隊控制協議設計與分析143
6.3.3數值仿真147
6.4切換拓撲下的輸出反饋自適應編隊控制155
6.4.1問題描述155
6.4.2輸出反饋自適應編隊控制協議設計與分析156
6.4.3數值仿真161
6.5本章小結164第7章集群系統編隊跟蹤控制165
7.1引言165
7.2具有多領導者的時變編隊跟蹤控制166
7.2.1問題描述167
7.2.2時變編隊跟蹤可行性條件分析169
7.2.3時變編隊跟蹤控制協議設計173
7.2.4數值仿真174
7.3自適應分組時變編隊跟蹤控制176
7.3.1問題描述176
7.3.2控制協議設計與收斂性分析180
7.3.3數值仿真193
7.4無人機集群時變編隊跟蹤控制及實驗驗證202
7.4.1問題分析202
7.4.2無人機集群時變編隊跟蹤控制分析204
7.4.3無人機集群時變編隊跟蹤控制協議設計207
7.4.4基于四旋翼無人機的時變編隊跟蹤仿真及實驗209
7.5本章小結214第8章集群系統合圍控制215
8.1引言215
8.2延遲條件下正常集群系統狀態(tài)合圍控制216
8.2.1問題描述216
8.2.2狀態(tài)合圍控制分析218
8.2.3狀態(tài)合圍控制協議設計219
8.2.4數值仿真222
8.3延遲條件下奇異集群系統狀態(tài)合圍控制224
8.3.1問題描述224
8.3.2問題轉化及初步結果226
8.3.3狀態(tài)合圍控制分析及控制協議設計229
8.3.4數值仿真233
8.4正常集群系統動態(tài)輸出合圍控制234
8.4.1問題描述235
8.4.2輸出合圍控制分析236
8.4.3輸出合圍控制協議設計240
8.4.4數值仿真242
8.5本章小結245第9章集群系統編隊合圍控制246
9.1引言246
9.2狀態(tài)編隊合圍控制247
9.2.1問題描述247
9.2.2問題轉化及初步結果249
9.2.3狀態(tài)編隊合圍控制分析及控制協議設計251
9.2.4數值仿真257
9.3輸出編隊合圍控制259
9.3.1問題描述259
9.3.2問題轉化及初步結果261
9.3.3輸出編隊合圍控制分析及控制協議設計265
9.3.4數值仿真270
9.4無人機集群編隊合圍控制及實驗驗證273
9.4.1問題描述273
9.4.2無人機集群編隊合圍控制分析及協議設計275
9.4.3基于四旋翼無人機的編隊合圍仿真及實驗281
9.5本章小結288
參考文獻289
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