[發(fā)明專利]帶有指定性能的無(wú)人機(jī)編隊(duì)自適應(yīng)執(zhí)行器故障補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010169068.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN111240365A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于濱;崔少華;劉家銘;周慧欣;郝夢(mèng)妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種帶有指定性能的無(wú)人機(jī)編隊(duì)自適應(yīng)執(zhí)行器故障補(bǔ)償方法。該方法通過(guò)設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)未知環(huán)境進(jìn)行感知，以使得控制器設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛；其次，執(zhí)行器故障通過(guò)簡(jiǎn)單的線性模型被描述；最后，障礙李雅普諾夫函數(shù)被設(shè)計(jì)用于證明控制率設(shè)計(jì)的合理性，以使得個(gè)別無(wú)人機(jī)出現(xiàn)故障后，車隊(duì)的無(wú)人機(jī)不會(huì)出現(xiàn)碰撞以減少損失。該方法的具體實(shí)現(xiàn)包括如下步驟：

(1)定義線性帶有故障的執(zhí)行器模型；

(2)定義第i輛無(wú)人機(jī)狀態(tài)方程；

(3)定義第i輛無(wú)人機(jī)的控制器設(shè)計(jì)目標(biāo)；

(4)無(wú)人機(jī)編隊(duì)穩(wěn)定性證明。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有指定性能的無(wú)人機(jī)編隊(duì)自適應(yīng)執(zhí)行器故障補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟(1)包括如下步驟：

(1-1)定義線性帶有故障的執(zhí)行器模型

在上式中，為體現(xiàn)無(wú)人機(jī)在立體三維空間中運(yùn)行，u_c，i，p_i，α_i均屬于R³。u_c，i，p_i，α_i分別表示無(wú)人機(jī)真實(shí)控制信號(hào)，失效因子以及偏離故障。并且0≤p_i≤1，T_i∈R表示執(zhí)行器故障的發(fā)生時(shí)間。若p_i＝1，且α_i＝0，則第i輛無(wú)人機(jī)，不存在執(zhí)行器故障，即性能完好。若p_i＝0，則表示無(wú)人機(jī)的執(zhí)行器完全失效。因此，上述模型可以表示無(wú)人機(jī)執(zhí)行器存在的所有情形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有指定性能的無(wú)人機(jī)編隊(duì)自適應(yīng)執(zhí)行器故障補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟(2)包括如下步驟：

(2-1)定義第i輛無(wú)人機(jī)狀態(tài)方程

其中，x_i，1∈R³，x_i，2∈R³，u_i∈R³分別表示第i輛無(wú)人機(jī)在(x，y，z)中的坐標(biāo)，速度以及執(zhí)行器。f_i∈R³表示第i輛無(wú)人機(jī)所受的阻力大小。為了避免所設(shè)計(jì)的執(zhí)行器強(qiáng)依賴于環(huán)境，因此，假設(shè)，阻力f_i未知。由于阻力都可以被表示甚至測(cè)量，因此，假設(shè)其有界，即||f_i||≤f_i，MAX∈R。