一种分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法制造技术

技术编号:42091256 阅读:40 留言:0更新日期:2024-07-19 17:05
本发明专利技术提供了一种分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,所述方法包括以下步骤:构建被研究对象的动力学方程;Boid蜂拥模型构建;预设追踪轨迹参数化;构建分布式模型预测轨迹追踪控制优化问题;优化问题闭式解推导。它可以引导分布式无人机集群的质心,以精确地跟踪参考轨迹,改善群体的一致性以及群体质心向参考轨迹的收敛性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机集群控制,尤其涉及一种分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法


技术介绍

1、对于无人机集群来说,精确的轨迹跟踪是一个挑战,它需要跟踪参考轨迹,同时每架无人机都要避免与其他无人机在游动中发生碰撞。无人机集群轨迹跟踪算法通常可分为集中式和分布式两种方法。与集中式方法相比,分布式方案不需要中央节点控制,更加灵活。无人机需要在每个控制周期内跟踪更新后的轨迹。典型的轨迹跟踪方案通常采用分层方式实现,其中外环用于沿参考轨迹生成制导律,内环用于控制精确运动。将轨迹跟踪问题划分为位置环和姿态环,引入高阶滑模观测器来估计位置环中的集总扰动,并构建两个环的控制器来实现精确跟踪。在分层控制方法中,计算得到的控制输入通常来自无人机的当前位置、历史位置和跟踪误差,以及缺乏对其未来状态的预测。

2、基于模型预测控制(mpc)的方法将无人机动力学和参考轨迹转化为最优问题,并根据无人机的动力学特性预测其位置,减小跟踪误差。mpc方法也可以有效地应用于非线性无人机系统,其中使用反馈或前馈线性化技术将非线性动力学转换为线性积分器模型。考虑差分平整度的特点,将本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,步骤S1中,在k时刻与第i个无人机保持通信的无人机构成子图

3.根据权利要求1所述的分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,三个局部交互规则定义为:

4.根据权利要求1所述的分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,步骤S3中,参考轨迹在已知环境的基础上使用经典的规划算法获得,比如A*和D*,之后使用(6)对规划的轨迹进行参数化。

5.根据权利要求1所述的分布式...

【技术特征摘要】

1.一种分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,步骤s1中,在k时刻与第i个无人机保持通信的无人机构成子图

3.根据权利要求1所述的分布式无人机集群自组织轨迹追踪控制算法,其特征在于,三个局部交互规则定义为:

4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:李敏郑蓝翔高鹏飞曹丽军黄远民彭旭昀陈苏良严成武
申请(专利权)人:深圳技师学院深圳高级技工学校
类型:发明
国别省市:

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