一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法技术

技术编号:44560412 阅读:36 留言:0更新日期:2025-03-11 14:20
本发明专利技术提出的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,包括以下步骤:采用二阶系统作为无人机的运动学模型,建立无人机系统的状态空间模型;建立虚拟领导者系统的状态空间模型以描述无人机的全局飞行路径向量;利用有向图描述无人机群的通信网络;设计基于输出的自适应分布式观测器来估计每架无人机所需的虚拟领导者系统信息;基于观测器的输出信息,构造渐近内模处理虚拟领导者系统中的不确定参数;将渐近内模与动态状态反馈控制器相结合,构造无人机鲁棒编队飞行控制器,与基于输出的自适应分布式观测器共同控制全分布式无人机群鲁棒编队飞行,本发明专利技术解决无人机群的稳健编队飞行问题,提高无人机编队飞行的稳健性和分布式性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制系统和无人机,具体为一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法


技术介绍

1、无人机具有机动性强,体积小,成本低等优点,各种类型的无人机群体系统的编队控制已经在各个领域得到广泛应用,如协同载荷运输、区域探测和监视、协同狩猎。而自主编队控制是无人机群系统实现实际任务的基础。

2、在进行编队控制的过程中,无人机群需进行不间断的通信。当实际任务复杂、集群中无人机数量较多时,通信网络中需要传递的数据将大幅增加,通信负担将成为限制编队的主要因素。同时,无人机群往往会遇到某些恶劣环境,如矿井、隧道。在这些环境中,无人机系统将受到各种不确定因素的影响,导致系统的模型参数发生一定的变化,进而无法维持无人机群整体性能的稳定。

3、目前同时针对最少通信量与系统鲁棒性的无人机群编队控制问题研究较少。而针对最少通信量要求下的编队控制问题,有文献则是面向水下复杂环境中多auv协作编队的问题(基于盲区概念减少通信量的多auv编队控制周添,康凤举西北工业大学航海学院,西北工业大学水下信息处理和控制国家实验室),设计了一种人工势场、虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,步骤1中,采用二阶系统描述无人机的运动状态,设有N架无人机,第i架无人机的运动学模型描述为:

3.根据权利要求1所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,步骤2中,建立虚拟领导者系统的状态空间模型,产生无人机的全局飞行路径向量p0(t)∈R3,虚拟领导者系统的状态空间模型描述为:

4.根据权利要求3所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,...

【技术特征摘要】

1.一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,步骤1中,采用二阶系统描述无人机的运动状态,设有n架无人机,第i架无人机的运动学模型描述为:

3.根据权利要求1所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,步骤2中,建立虚拟领导者系统的状态空间模型,产生无人机的全局飞行路径向量p0(t)∈r3,虚拟领导者系统的状态空间模型描述为:

4.根据权利要求3所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,对于无人机的编队向量和编队飞行跟踪误差描述为:

5.根据权利要求1所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,步骤1中,建立无人机系统的状态空间模型,无人机系统的状态空间模型描述为:

6.根据权利要求1所述的一种基于最少信息量的全分布式无人机鲁棒编队控制方法,其特征在于,步骤3中,利用有向图g=(v,e)描述无人机群的通信网络,其中v={0,1,.,n}为节点集,e={(i,j),i,j∈v,i≠j}为边集,节点0与虚拟领导者系统相关联,节点i=1,...,n与第i架无人机相关联,n为无人机数量,设有向图g的加权邻接矩阵aij表示无人机i与无人机j的通信权重系数,有向图g包含一个以虚拟领导者系统为根节点的有向生成树。

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【专利技术属性】
技术研发人员:蔡鹤李玮朱高鹏蓝依航邓宇威高焕丽
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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