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本报告针对地面移动机器人与空中无人机组成的异构无人集群,实现了一套完整的虚拟结构编队控制方案,以LIMO差分驱动移动机器人与Parrot Bebop 2四旋翼无人机为硬件载体,通过分层内外环控制适配两类平台的动力学差异,基于ROS Noetic搭建分布式实时通信链路,引入零空间行为融合技术实现编队保持与动态避障的无冲突协同。
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四旋翼无人机的轨迹跟踪控制长期依赖欧拉角等局部坐标表示,但这类方法在剧烈机动或大角度姿态变化时会遭遇奇异性和万向节锁死问题。几何跟踪控制通过在SO(3)和SE(3)李群上直接设计控制律,从根本上规避了坐标奇异,并提供了几乎全局的稳定性保证。本文系统梳理了几何跟踪控制的理论基础、核心方法学进展与当前研究前沿。首先阐述四旋翼在SE(3)上的全局动力学建模及其微分平坦特性,分析欧拉角方法的固有局限。进而
针对自主水下机器人(AUV)在复杂海洋环境下运动控制面临的水动力模型参数不确定性、海流强外部扰动、多自由度强耦合等行业痛点,本研究构建一套完整的基于改进滑模控制(SMC)的AUV运动控制器方案,以六自由度欠驱动AUV为控制对象,分别设计深度方向运动控制器与水平面路径跟踪控制器,通过引入动态滑模面与趋近律优化策略,从根源上抑制传统滑模控制固有的“抖振”问题。
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