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专利号: 201910718416X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多领导者的无人机编队协同控制方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:S1:在无人机中确定多个领导者和跟随者;

确定无人机中多个领导者的方法具体为:令无人机编队集合为U,领导者集合为Ni(t),Ni(t)∈U,card[Ni(t)]表示领导机数量,且2≤card[Ni(t)]≤card(U)/2;定义代价函数C(i,j)表示无人机i,j之间的链路代价,选用通信延迟作为衡量指标;通过以下函数选定无人机领导者编队,即选择具备最佳通信性能领导者集合:S2:领导者根据其他领导者位置、其他领导者速度和期望编队信息构建控制输入;

S3:跟随者通过无人机编队中领导者的位置、领导者的速度以及自身信息构建控制输入;

S4:无人机编队通过一级控制和二级控制的控制输入协同飞行;其中,一级控制为领导者之间的控制,二级控制为领导者与跟随者之间的控制;当时滞有界时,领导者之间趋向预期编队,跟随者趋向预期编队,使得整体机群达到预期编队效果。

2.根据权利要求1所述的一种多领导者的无人机编队协同控制方法,其特征在于,所述步骤S2中,无人机领导者的编队控制输入的计算过程为:使用二阶运动模型来描述第i个领导者的运动方程:

2 2 2

其中,xi(t)∈R为无人机i的位置;vi(t)∈R为无人机i的速度;ui(t)∈R是无人机i的控制输入;

其中,xj(t‑τ)表示τ时间前无人机j的位置;xi(t‑τ)表示τ时间前无人机i的位置;vj(t‑τ)表示τ时间前无人机j的速度;vi(t‑τ)表示τ时间前无人机j的速度;vi(t)表示无人机当前的速度; 表示无人机当前的期望速度;aij(t)为无人机领导者的有向图间权值,或通信关系,可通信为1,不可通信为0;k1、k2、k3为控制参数,Ni(t)为无人机领导者集合。

3.根据权利要求1所述的一种多领导者的无人机编队协同控制方法,其特征在于,所述步骤S3中,无人机跟随者的编队控制输入的计算过程为:使用二阶运动模型来描述第i个跟随者的运动方程:其中,dqi(t)为跟随者i与领导者q间通信关系,可通信为1,不可通信为0;Ni(t)为无人机领导者集合,Np(t)为无人机跟随者集合,k4为权重参数。