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眾所周知，無人機已經(jīng)應(yīng)用于各大領(lǐng)域，包括邊防檢查、森林防火、電力巡檢、新聞采集以及商業(yè)宣傳等方面 。但是，隨著無人機用途的不斷增加，相應(yīng)對于無人機各方面也有了更高的要求，對于多無人機的的協(xié)同控制方面也不斷涌現(xiàn)出多種控制方法，單從無人機的通信方式進行分類，可以分為集中式控制和分布式控制，下面就無人機的分布式控制做一個簡單的描述，以及對無人機分布式控制方法做簡單的總結(jié)，方便大家學(xué)習(xí)和理解 。
首先拿集中式控制來說，有控制中心，控制效率較高，但核心無人機被擊落后，系統(tǒng)就會陷入奔潰，無法繼續(xù)執(zhí)行任務(wù) 。而分布式控制沒有系統(tǒng)控制的中心點，通過相鄰個體之間的相互協(xié)調(diào)完成信息互換，最終完成整體的編隊行為，由于沒有控制中心，分布式控制系統(tǒng)又具有較高的靈活性，可以動態(tài)的改變控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 。所以對比集中式控制后，采用分布式控制策略使得集群系統(tǒng)具有可擴展性、魯棒性、適應(yīng)性等優(yōu)點 。在分布式控制中，無人機編隊系統(tǒng)中的個體只需要和領(lǐng)域的無人機進行通信，通信數(shù)據(jù)和通信鏈路較少，控制方法極為方便，能夠進行無人機編隊系統(tǒng)中的無人機的刪減和增加，實時調(diào)整編隊工作狀態(tài) 。圖 1 無人機控制系統(tǒng)模型圖 2 分布式結(jié)構(gòu)如圖所示UAV1作為無人機指揮員，在無人機編隊中起著指揮和控制的作用，引導(dǎo)整個團隊按照預(yù)定軌跡飛行，進而達到預(yù)期的目標(biāo)位置，其與地面控制中心實時通信 。UAV2、UAV3 作為跟隨機與地面站保持聯(lián)系，不斷的接受無人指揮中心的指揮，且2，3之間進行實時通信，達到分布式控制的目的 。
了解無人機分布式控制之后，一起來了解下基于分布式控制的幾種控制方法吧！
（1）基于長機-僚機的分布式編隊控制方法長機-僚機法的基本思想是：leader-follower機制，在多無人機組成的群體中，某架無人機作為整個編隊的領(lǐng)導(dǎo)者，并作為第一優(yōu)先級，向第二優(yōu)先級（第二階梯僚機）傳送信息，以此類推，各僚機分別向比自己低一級的僚機傳送信息，完成無人機間的信息通訊，達到隊形控制的目的 。但這種控制方法魯棒性較差，沒有精確的隊形反饋，一旦長機出現(xiàn)問題，系統(tǒng)信息傳送不到位，那么整個系統(tǒng)就會處于癱瘓狀態(tài) 。為了解決這種控制方式產(chǎn)生的弊端，提出leader-candidate-follower機制，通過從candidate中選舉產(chǎn)生下一任長機，故此來彌補魯棒性差這一問題，從而實現(xiàn)編隊的穩(wěn)定飛行 。（Raft算法實現(xiàn)）圖 3 長機-僚機圖解
（2）基于行為的分布式編隊控制基于行為法的分布式控制思想是根據(jù)對無人機系統(tǒng)實施控制作用后所期望產(chǎn)生的整體行為模式，事先對每個無人機的個體行為規(guī)則和局部控制方案進行設(shè)計，這是一種先果后因的運動控制方法 。通常每個無人機的行為模式類似于“庫函數(shù)”一樣存儲于編隊控制器中，在系統(tǒng)運行時，根據(jù)環(huán)境信息和控制指令的變化執(zhí)行相應(yīng)的行為方式，如避障、隊形組成、隊形切換、方向運動等 。例如，在進行避障時，編隊無人機在移動過程中要避免與障礙物和其他相鄰飛機的碰撞，那么，當(dāng)無人機通過傳感器系統(tǒng)感知外界環(huán)境變換時，整個系統(tǒng)就會根據(jù)系統(tǒng)輸入，選取行為模式，達到期望的行為，進而作出系統(tǒng)響應(yīng)并輸出 。與領(lǐng)航跟隨者不同之處在于，該方法中的協(xié)作作用是通過無人機之間的位置、狀態(tài)輸入值等信息的共享來實現(xiàn)的 。每架無人機只需知道相鄰無人機的信息就可以，減少了信息的獲取，同時減少了計算量，系統(tǒng)實現(xiàn)較為簡單 。缺點在于很難描述群體的動態(tài)特性，難以進行精確控制，隊形保持的穩(wěn)定性不易控制 。
以上關(guān)于本文的內(nèi)容，僅作參考！溫馨提示：如遇健康、疾病相關(guān)的問題，請您及時就醫(yī)或請專業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!
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