In this paper, we present a distributed optimal multiagent control scheme for quadrotor formation tracking under localization errors. Our control architecture is based on a leader-follower approach, where a single leader quadrotor tracks a desired trajectory while the followers maintain their relative positions in a triangular formation. We begin by modeling the quadrotors as particles in the YZ-plane evolving under dynamics with uncertain state information. Next, by formulating the formation tracking task as an optimization problem -- with a constraint-augmented Lagrangian subject to dynamic constraints -- we solve for the control law that leads to an optimal solution in the control and trajectory error cost-minimizing sense. Results from numerical simulations show that for the planar quadrotor model considered -- with uncertainty in sensor measurements modeled as Gaussian noise -- the resulting optimal control is able to drive each agent to achieve the desired global objective: leader trajectory tracking with formation maintenance. Finally, we evaluate the performance of the control law using the tracking and formation errors of the multiagent system.


翻译:在本文中,我们展示了一种分布式最佳多试剂控制办法,用于在本地化错误下跟踪孔晶体形成跟踪。我们的控制结构基于一种领先跟踪方法,即一个单一领先的孔晶体跟踪一个理想的轨迹,而追随者则在三角层中保持相对位置。我们首先将孔晶体模拟为YZ飞机中的颗粒,这种粒子在动态状态不明的情况下在动态状态下演进。接着,将编成一个优化问题 -- -- 受动态制约的拉格朗吉恩 -- -- 我们解决了控制法,从而在控制和轨误差成本最小感上找到最佳解决方案。数字模拟结果表明,所考虑的平面孔晶体模型 -- -- 以高斯噪音为模型的传感器测量的不确定性 -- -- 由此产生的最佳控制能够推动每个代理人实现所期望的全球目标:领先轨迹跟踪形成维护。最后,我们用多试剂系统的跟踪和形成错误来评估控制法的绩效。

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