具有预设收敛速率的领导者-跟随者编队控制：基于方位持续激励
Leader-Follower Formation Control with Prescribed Convergence Rates under Bearing Persistence of Excitation
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中文总结 AI 辅助
针对仅用方位和速度测量的领导者-跟随者编队，提出时变矩阵增益解耦收敛速率与持续激励界，实现预设指数收敛并扩展至双积分器动力学。
中文摘要 AI 辅助
本文研究了仅利用相对方位和速度测量的领导者-跟随者编队控制问题。基于方位的领导者-跟随者控制策略通常使用固定控制增益，其保证的收敛速率显式依赖于期望编队的持续激励（PE）特性。我们提出了一种时变矩阵增益，该增益根据每个跟随者可获得的方位信息进行演化，并将收敛速率与PE界解耦。我们建立了所提增益在方位持续激励编队下的适定性和一致有界性，并通过一个可调设计参数刻画了指数收敛速率。所提出的控制设计进一步扩展到具有双积分器动力学的领导者-跟随者编队。仿真实验展示了与固定增益设计相比的收敛性能。
英文摘要
This paper addresses leader-follower formation control using only relative bearing and velocity measurements. Bearing-based leader-follower control strategies commonly use fixed control gains, for which the guaranteed convergence rates explicitly depend on the persistence of excitation (PE) properties of the desired formations. We propose a time-varying matrix gain that evolves according to the bearing information available to each follower and decouples the convergence rate from the PE bound. We establish the well-posedness and uniform boundedness of the proposed gain for bearing-persistently exciting formations, and characterize the exponential convergence rate through a tunable design parameter. The proposed control design is further extended to leader-follower formations with double-integrator dynamics. Simulations illustrate the resulting convergence properties compared with fixed gain designs.
发表机构
- I3S, CNRS, Université Côte d’Azur（法国蔚蓝海岸大学）
- Department of Electrical and Electronic Engineering, the University of Manchester（曼彻斯特大学）
- Département d’informatique et d’ingénierie, Université du Québec en Outaouis（渥太华谷大学）
- Department of Electrical Engineering, Lakehead University（湖首大学）
- Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
