第3期 秦世引，等：小型无人机编队飞行的控制律设计与仿真 .223. 12x10 长机一机 10 8 4 长机榄式 前机模式 V3 0 1,234一310 轴im 图4两机水平面航迹 Fig.4 Trajectories in level plane for two UAVs 图6多机编队策略 Fig.6 Formation strategy for multi-UAVs 150 50 一长机模式…前机模式 140 0 130 10 203040 5060 飞彳时阿/s 一长机一條机 120 (a)前向误差比粒 50 一长机模式 前机模式 110 0 -50 10 68707274767880828486 10 2030 405060 飞行时间/ 飞时间/s b侧向误差比较 图5两机垂直面航迹 长机模式一前机模式 Fig.5 Trajectories in vertical plane for two UAVs 10 10 2030405060 从上述仿真结果可以看出，即便初始位置误差 飞时问/s (似垂直误差比较 较大，僚机与长机的相对距离也能快速保持在期望 值上.这就说明了僚机与长机能很快稳定在固定的 图7长机模式与前机模式比较 队形上，从而证明该编队飞行控制器的可行性在飞 Fig.7 Comparison of leader mode and front mode 从仿真结果可知：由于误差累加的原因，前机模 机转弯或者爬升过程中，位置误差再度增大，但最终 式的瞬态响应效果不如长机模式，因此在多机编队 仍能达到最小，说明了该编队控制器的有效性. 飞行中，宜采用长机模式 4.2三机队形保持与队形变换 4.2.2三机队形保持 4.2.1多机编队飞行策略 利用Matlab/Simulink在以下6个假设条件和 在传统的长-僚机编队模式中，主要考虑2架 边界条件下进行仿真. 飞机的编队飞行.对于多架编队飞行的情况，本文在 1)3架小型无人机的编队采用长机模式，2架 传统的长-僚机编队模式基础上，以基本的两机编 僚机都以长机作为参考对象，分别形成2个长-僚 队为单元，按照层级的概念把大规模的飞机编队分 割成若干个两机编队.长-僚机单元的划分有长机 机编队单元； 模式(leader mode)和前机模式(front mode)2种策 2)飞机空速保持在20m/8; 3)仅考虑三机水平面上的航迹； 略：在长机模式中，所有僚机都以长机作为参考对象 4)队形参数设定为 (特定点)；在前机模式中，每一架飞机都以它前面 的一架飞机作为参考对象（特定点），如图6所示. fa=25m,a=25m, 对于这两种模式的仿真结果如图7所示，实线代表 fa=25m,la=-25m; 5)无初始位置误差； 长机模式，虚线代表前机模式。 6)仿真时间为2108