多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法制造技术

本发明专利技术多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法，包括：无人机集结到同一个任务区域时，确定每架无人机的局部目标函数，并将所有局部目标函数之和设定为整个无人机集群的总目标函数；为使无人机群能够满足总目标函数最小以及通讯网络图为权重不平衡有向图的条件下达到最优集结，并通过该分布式优化控制方法获取控制无人机集结的平衡点；在理论层面证明该分布式优化控制算法能得出的平衡点即为满足总目标函数最小的最优集结点；证明每架无人机可以根据算法控制集结到最优集结点；本发明专利技术将无人机集群的通讯网络设定为更加贴近现实任务情况的权重不平衡有向图，并考虑集结时间这一重要因素，使无人机可以在给定时间内自动搜寻最优集结点。时间内自动搜寻最优集结点。时间内自动搜寻最优集结点。

【技术实现步骤摘要】
多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法


[0001]本专利技术属于无人机集群控制
，尤其涉及多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法。

技术介绍

[0002]近几年，无人机技术越来越完善，无人机凭借其无人化、更高的安全性、不受地形的影响等优势慢慢的走进各行各业，被人们用来完成各种高难度任务，但是单个无人机往往无法满足现如今越来越复杂的任务环境，因此多无人机的集群控制是当前无人机领域研究的重点问题，而无人机的集结则是无人机集群控制的关键一环。
[0003]多无人机集群控制方法大体上分为两种，分别为集中式控制和分布式控制，集中式控制方式需要一个集中控制中心，整个无人机编队都要由该控制中心进行控制，由于控制中心的计算量有限，所以很难做到大规模的控制，并且控制中心的成本也比较高，一旦该控制中心被击毁，那么该无人机编队就会陷入瘫痪状态，无法继续工作，相比之下，分布式控制方法不依赖控制中心的指令，通过无人机编队内的无人机信息交换来实现编队控制，即使编队内某架无人机出现故障，也不会影响整个编队任务的整体进行，而且，采用集群控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法，其特征在于，包括如下步骤：1)、N架无人机集结到同一个任务区域时，确定每架无人机的局部目标函数，并将所有局部目标函数之和设定为整个无人机集群的总目标函数；2)、为使无人机群能够满足总目标函数最小以及通讯网络图为权重不平衡有向图的条件下达到最优集结，设计相应的分布式优化控制方法，并通过该分布式优化控制方法获取控制无人机集结的平衡点；3)、最优性分析：在理论层面证明该分布式优化控制方法得出的平衡点即为满足总目标函数最小的最优集结点；4)、收敛性分析：证明每架无人机可以根据算法控制集结到最优集结点。2.根据专利要求1所述多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法，其特征在于：所述步骤1)中，无人机在进行集结时，要求N架无人机的集结点选取为全局最优，并且要求N架无人机在给定时间T内全部集结完毕，从而获得如下分布式问题：其中，x
i
为每架无人机的位置，f
i
(x
i
)：R
n
→
R是无人机的局部目标函数，f(x)作为全局决策函数，x表示无人机在满足全局最优情况下的位置。3.根据专利要求2所述多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法，其特征在于：所述步骤1)中，每架无人机的局部目标函数需满足以下要求：局部目标函数f
i
是连续可微的并且是m
i
‑
强凸函数，其中m
i
＞0并满足以下公式：对于梯度是M
i
‑
lipchitz的，其中M
i
＞0并满足4.根据专利要求3所述多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法，其特征在于：所述步骤1)中，多无人机间通讯关系图G是强连通的。5.根据专利要求4所述多无人机在权重不平衡有向通讯网络下的最优集结算法，其特征在于：所述步骤2)中的分布式优化控制方法的目标是使多无人机在给定时间内集结到全局最优的位置：对多无人机实施以下算法：
式...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正全，付程，马乐然，于文杰，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：