[發明專利]帶有指定性能的無人機編隊自適應執行器故障補償方法

在審

• 申請號: 202010169068.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111240365A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 于濱;崔少華;劉家銘;周慧欣;郝夢妍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種帶有指定性能的無人機編隊自適應執行器故障補償方法。該方法通過設計神經網絡對未知環境進行感知，以使得控制器設計應用場景更加廣泛；其次，執行器故障通過簡單的線性模型被描述；最后，障礙李雅普諾夫函數被設計用于證明控制率設計的合理性，以使得個別無人機出現故障后，車隊的無人機不會出現碰撞以減少損失。該方法的具體實現包括如下步驟：

(1)定義線性帶有故障的執行器模型；

(2)定義第i輛無人機狀態方程；

(3)定義第i輛無人機的控制器設計目標；

(4)無人機編隊穩定性證明。

2.根據權利要求1所述的帶有指定性能的無人機編隊自適應執行器故障補償方法，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行器模型

在上式中，為體現無人機在立體三維空間中運行，u_c，i，p_i，α_i均屬于R³。u_c，i，p_i，α_i分別表示無人機真實控制信號，失效因子以及偏離故障。并且0≤p_i≤1，T_i∈R表示執行器故障的發生時間。若p_i＝1，且α_i＝0，則第i輛無人機，不存在執行器故障，即性能完好。若p_i＝0，則表示無人機的執行器完全失效。因此，上述模型可以表示無人機執行器存在的所有情形。

3.根據權利要求1所述的帶有指定性能的無人機編隊自適應執行器故障補償方法，其特征在于：所述步驟(2)包括如下步驟：

(2-1)定義第i輛無人機狀態方程

其中，x_i，1∈R³，x_i，2∈R³，u_i∈R³分別表示第i輛無人機在(x，y，z)中的坐標，速度以及執行器。f_i∈R³表示第i輛無人機所受的阻力大小。為了避免所設計的執行器強依賴于環境，因此，假設，阻力f_i未知。由于阻力都可以被表示甚至測量，因此，假設其有界，即||f_i||≤f_i，MAX∈R。