【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多无人机编队的高度协同集群控制领域，具体而言，涉及一种采用姿态协同的多无人机集群控制方法。
技术介绍
1、速度控制与高度控制是多无人机编队飞行面料的两个主要问题，速度控制主要是接近防避撞、防脱队与队形整齐度问题。而高度控制的精度也将影响无人机编队飞行能够保持队形完整一致不变形。由于领机、僚机、从机之间的通信存在易被干扰、延迟等特点，因此在高度控制中应当加强领机、僚机与从机之间的强耦合联系，尤其是要加强最后一级延迟后的从机的高度快速响应能力，这样才能使得无人机集群飞行具有较好的整体动态特性与抗干扰能力。同时由于无人机俯仰姿态对高度变化有着密切的关系，因此基于姿态一致与协同来实现纵向质心位置的无人机集群整体控制是非常合适的一种选择。基于上述背景原因，本专利技术提出了基于多级俯仰角期望信号叠加的姿态协同实现无人机高度通道的整体集群控制，以及采用姿态位置误差叠加姿态滑模控制实现解决最后一级从机的大延迟问题，具有很高的理论价值与工程实用价值。
2、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分专利技术的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种采用姿态协同的多无人机集群控制方法，进而克服了由于相关技术限制而导致的无人机集群编高度控制队形精度不高的问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种采用姿态协同的多无人机集群控制方法，包括以下五个步骤：
3、步
4、步骤s20，在僚机上安装惯性导航设备，测量僚机垂向速度信号与僚机高度信号与僚机俯仰角速度信号；根据僚机高度信号与领机高度信号进行对比，得到僚机高度误差信号；再对僚机高度误差信号进行积分，得到僚机高度误差积分信号；然后根据僚机高度误差信号与僚机垂直速度信号进行叠加，得到僚机俯仰角期望信号；同时在僚机上安装通信设备，接收领机高度信号与领机俯仰角期望信号；并将僚机高度信号与领机俯仰角期望信号、僚机俯仰角期望信号发送给两个从机；然后根据僚机俯仰角速度信号进行积分得到僚机俯仰角信号；然后与领机俯仰角期望信号以及僚机俯仰角期望信号进行对比，得到僚机俯仰角误差信号；然后根据所述的僚机高度误差信号、僚机高度误差积分信号、僚机俯仰角误差信号、僚机俯仰角速率信号进行叠加，得到僚机升降舵机偏转角信号。
5、步骤s30，在一号从机上安装惯性导航设备，分别测量一号从机垂向速度信号、一号从机高度信号、一号从机俯仰角速度信号；在一号从机上安装通信设备，接收僚机高度信号与领机俯仰角期望信号、僚机俯仰角期望信号；然后根据僚机高度信号与一号从机高度信号进行对比，得到一号从机高度误差信号；然后进行积分得到一号从机高度误差积分信号；然后根据一号从机俯仰角速度信号进行积分得到一号从机俯仰角信号；然后根据一号从机供电误差信号与一号从机垂向速度信号进行叠加得到一号从机俯仰角期望信号；然后根据一号从机俯仰角信号与领机俯仰角期望信号、僚机俯仰角期望信号以及一号从机俯仰角期望信号进行对比，得到一号从机俯仰角误差信号。
6、步骤s40，根据一号从机俯仰角误差信号进行积分得到一号从机俯仰角误差积分信号；然后设计一阶滤波微分器，得到一号从机俯仰角误差滤波微分信号；再根据一号从机俯仰角误差信号、一号从机俯仰角误差积分信号、一号从机俯仰角误差滤波微分信号进行组合得到一号从机俯仰角误差滑模信号；然后进行柔化变换与指数变换，得到一号从机俯仰滑模控制；再叠加一号从机俯仰角误差滤波微分信号、一号从机俯仰角速度信号、一号从机俯仰角误差信号、一号从机高度误差信号、一号从机高度误差积分信号得到一号从机升降舵机偏转角信号。
7、步骤s50，在二号从机上安装惯性导航设备，分别测量二号从机垂向速度信号、二号从机高度信号、二号从机俯仰角速度信号；在二号从机上安装通信设备，接收僚机高度信号与领机俯仰角期望信号、僚机俯仰角期望信号；然后根据僚机高度信号与二号从机高度信号进行对比，得到二号从机高度误差信号；然后进行积分得到二号从机高度误差积分信号；然后根据二号从机俯仰角速度信号进行积分得到二号从机俯仰角信号；然后根据二号从机供电误差信号与二号从机垂向速度信号进行叠加得到二号从机俯仰角期望信号；然后根据二号从机俯仰角信号与领机俯仰角期望信号、僚机俯仰角期望信号以及二号从机俯仰角期望信号进行对比，得到二号从机俯仰角误差信号。
8、步骤s60，根据二号从机俯仰角误差信号进行积分得到二号从机俯仰角误差积分信号；然后设计二阶滤波微分器，得到二号从机俯仰角误差滤波微分信号；再根据二号从机俯仰角误差信号、二号从机俯仰角误差积分信号、二号从机俯仰角误差滤波微分信号进行组合得到二号从机俯仰角误差滑模信号；然后进行柔化变换与指数变换，得到二号从机俯仰滑模控制；再叠加二号从机俯仰角误差滤波微分信号、二号从机俯仰角速度信号、二号从机俯仰角误差信号、二号从机高度误差信号、二号从机高度误差积分信号得到二号从机升降舵机偏转角信号。
9、根据所述的主机升降舵机偏转角信号、僚机升降舵机偏转角信号、一号从机升降舵机偏转角信号、二号从机升降舵机偏转角信号操作各个无人机的高度通道实现多无人机集群的高度协同集群控制。
10、在本专利技术的一种示例实施例中，根据飞行任务，设置领机期望高度信号；再根据领机高度信号与期望高度信号进行比较作差，得到领机高度误差信号；再针对领机高度误差信号进行积分，得到领机高度误差积分信号；再根据领机俯仰角速度信号进行积分，得到领机俯仰角信号；然后根据领机高度误差信号与领机垂向速度信号组合，得到领机俯仰角期望信号；并在领机上安装通信设备，将领机俯仰角期望信号与领机高度信号发送给僚机；并将领机俯仰角期望信号与领机俯仰角信号进行对比得到领机俯仰角误差信号；然后再叠加领机俯仰角速度信号、领机垂向速度信号，得到领机升降舵机偏转角信号包括：
11、
12、s1＝∫e1dt；
13、
14、θ1＝∫q1dt；
15、
16、δt1＝k11e1+k12s1+k13e1a+k14q1；
17、其中e1为领机高度误差信号；h1为领机高度信号，为领机高度期望信号；s1为领机高度误差积分信号；为领机俯仰角期望信号；vh1为领机垂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用姿态协同的多无人机集群控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种采用姿态协同的多无人机集群控...
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