无人机编队控制算法（基于一致性理论的编队控制）

        基于一致性的控制策略是解多智能体系统控制问题的有效途径。达成一致性的目的是促使该整体所有成员的状态保持一致。

本文研究的一致性编队控制是刘腾飞的一篇论文：

Distributed formation control of nonholonomic mobile robots without global position measurements

原文链接如下：（需要才能进哦）

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005109812005675

1简介    

    在这篇文章中，提出了一种利用局部相对位置的测量实现一致性编队控制方法。为了实现这一目标，首先将编队控制问题转化为具有动态反馈线性化的双积分器的一致性协议问题。当智能体的线速度为零时，非完整约束导致了动态反馈线性化的奇异性。在设计双积分器的编队控制问题时，要首先约束智能体线速度为零的问题。

此算法提出的意义是，①分布式编队控制不使用全局位置测量或假设树结构；②如果存在测量误差，编队控制策略依然可以实现；③智能体的速度可以限制在一定的范围内。

2原理

对于一个二阶系统的小车模型来说

 这是一个非线性系统，非线性系统的平衡条件受初始值的影响，因此需要调整系统的初始状态，因此，本文的编队控制算发包括两个步骤：1初始化阶段，2编队控制阶段。

2.1初始化阶段

初始化阶段，需要将智能体的速度和角速度逐渐收敛到与领导者一致

其中是饱和函数，将控制量的值约束再一定范围内，一般取有界函数。

2.2 编队控制阶段

 在编队控制阶段，将智能体的位置收敛到期望值，达到速度和位置的一致性

 

其中z定义为智能体能够取得周围其他智能体所有的距离差和与领航者的期望位置差。

3 MATLAB仿真

 下面对原文的案例进行仿真：

 经过matlab仿真实现，红色是领导者，其他是跟随者，其他智能体能够很好地跟随领导者。

总结

此算法为一致性理论的编队控制，控制模型为非线性系统，适用于二阶系统。对于比较简单的线性系统的编队控制，一般采取基于位置的控制，详细内容参考博客：

无人机编队算法（Target-point formation control）

完整复现代码

一致性理论的编队控制matlab仿真-其它文档类资源-CSDN文库

注意：如果出现乱码，是因为matlab高版本兼容低版本，本人用的是matlab2020，建议您使用2020及更高的版本，如果是低版本，可以先用记事本打开，再复制到matlab

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2022.09.28对画图进行了修改，之前的效果图比较简陋

 如果想换成这种图片：

可以下载此文件，复制到原来的文件夹下，把之前的文件覆盖了

链接：https://pan.baidu.com/s/1XvyFTMmc8eUPC3xmcS7Qgw 
提取码：nwpu

运行时要注意把code2中的路径“D:\file\桌面\一致性理论的编队\代码\test.gif”改成自己在的文件夹