[發(fā)明專(zhuān)利]使用有向通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)人飛行器有限時(shí)間編隊(duì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011451175.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112558636B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玥;楊軍;朱學(xué)平;朱蘇朋;袁博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/10
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 耿路

1.使用有向通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)人飛行器有限時(shí)間編隊(duì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

無(wú)人飛行器在飛行過(guò)程中獲取自身狀態(tài)信息，并接收相鄰無(wú)人飛行器發(fā)送的狀態(tài)信息，將獲取的狀態(tài)信息和接收到的狀態(tài)信息發(fā)送給分布式有限時(shí)間編隊(duì)控制器，其中，相鄰無(wú)人飛行器之間的信息收發(fā)單向進(jìn)行；

分布式有限時(shí)間編隊(duì)控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的編隊(duì)構(gòu)形信息、獲取的當(dāng)前無(wú)人飛行器的狀態(tài)信息和相鄰無(wú)人飛行器狀態(tài)信息，經(jīng)過(guò)變換和計(jì)算形成機(jī)動(dòng)指令，在所述機(jī)動(dòng)指令的要求下，無(wú)人飛行器改變航向或速度，沿著預(yù)定軌道飛行；

所述機(jī)動(dòng)指令按照以下流程計(jì)算得到：

根據(jù)編隊(duì)構(gòu)形信息、當(dāng)前無(wú)人飛行器狀態(tài)信息和相鄰無(wú)人飛行器狀態(tài)信息計(jì)算位置誤差和速度誤差；

所述位置誤差e_p，i和速度誤差e_v，i分別通過(guò)下式計(jì)算得到：

e_v，i＝V_i-V_d，i

其中，h_i表示第i架無(wú)人飛行器到期望編隊(duì)軌跡的編隊(duì)構(gòu)型信息，N_i為與第i架無(wú)人飛行器相鄰的無(wú)人飛行器的集合，V_d，i表示第i架無(wú)人飛行器期望速度，P_i和V_i分別為狀態(tài)信息中包含的第i架無(wú)人飛行器的實(shí)際位置和實(shí)際速度，P_i和V_i分別通過(guò)下式計(jì)算得到：

其中，m_i表示第i架無(wú)人飛行器的質(zhì)量，u_i表示作用于第i架無(wú)人飛行器上的控制輸入，即機(jī)動(dòng)指令，F(xiàn)_i表示作用于第i架無(wú)人飛行器上的擾動(dòng)；

根據(jù)位置誤差和速度誤差設(shè)計(jì)新動(dòng)態(tài)變量；

設(shè)計(jì)的新動(dòng)態(tài)變量為：

其中，c₁＞0和c₂＞0均為控制參數(shù)，0＜d＜1；

基于新動(dòng)態(tài)變量構(gòu)建李雅普諾夫函數(shù)；

所述李雅普諾夫函數(shù)為：

其中，Q表示編隊(duì)中所有無(wú)人飛行器的集合；

根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定理論和有限時(shí)間穩(wěn)定性定理，最終計(jì)算得到機(jī)動(dòng)指令。

2.如權(quán)利要求1所述的使用有向通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)人飛行器有限時(shí)間編隊(duì)方法，其特征在于，當(dāng)受到干擾軌跡發(fā)生改變時(shí)，無(wú)人飛行器檢測(cè)擾動(dòng)，并將擾動(dòng)信息整合在狀態(tài)信息中。

3.如權(quán)利要求1所述的使用有向通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)人飛行器有限時(shí)間編隊(duì)方法，其特征在于，基于李雅普諾夫穩(wěn)定理論和有限時(shí)間穩(wěn)定性定理，為使李雅普諾夫函數(shù)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)滿足關(guān)系式β＞0且0＜α＜1，得到的機(jī)動(dòng)指令為：

其中，g_p，i表示關(guān)于位置誤差的動(dòng)態(tài)增益，g_v，i表示關(guān)于速度誤差的動(dòng)態(tài)增益。