[发明专利]三维空间中多运动体的寻迹编队控制方法

权利要求书

1.一种三维空间中多运动体的寻迹编队控制方法，其特征在于其中的运动体的动态和目标路径都是在空间直角坐标系下描述的，该方法包括如下步骤：

a).对于空间中某一平面目标轨迹，将其扩展为由不同轨迹函数值表示的不同等值平面中的等值曲线簇，并确定对应运动体的运动范围；

b).由轨迹函数计算寻迹误差，设计运动体沿着轨迹主法方向和次法方向上的控制力部分来完成寻迹；

c).利用轨迹函数和目标轨迹对应的弧长参数计算运动体沿着所在轨迹运动的广义弧长及其导数，根据信息交互得到的相邻运动体的信息，设计运动体沿着轨迹切向上的控制力部分来实现编队；

d).综合步骤b)和步骤c)得到的运动体沿着轨迹主法、次法以及切向上的控制力部分，联列求解出运动体的控制力输入；

由上位机将运动体的控制力输入发送给下位机中，通过伺服系统来完成运动控制。

2.按权利要求1所述的三维空间中多运动体的寻迹编队控制方法，其特征在于：

其中所述步骤a)包括如下步骤：

a1)沿着目标轨迹的主法和次法方向将目标轨迹扩展为不同等值平面中的等值曲线簇；

a2)根据曲线的正则性，确定对应运动体的运动范围；

a3)在运动范围上构建轨道函数，使扩展出的曲线簇可以由轨迹函数取不同的值来表示。

3.按权利要求1所述的三维空间中多运动体的寻迹编队控制方法，其特征在于：

其中所述步骤b)包括如下步骤：

b1)由运动体的位置和轨迹函数，计算轨迹函数值与期望值间的位置寻迹误差；

b2)由位置寻迹误差对时间的导数，计算速度寻迹误差；

b3)由位置寻迹误差和速度寻迹误差，设计运动体沿着轨迹主法和次法方向上的控制力部分。

4.按权利要求1所述的三维空间中多运动体的寻迹编队控制方法，其特征在于：其中所述步骤c)包括如下步骤：

c1)规定好目标轨迹上弧长计算的起始点和参数，由此确定曲线簇中其他曲线上弧长计算的起始点；

c2)由轨迹函数和弧长参数，计算沿着运动体所在轨迹从起始点到运动体位置间的弧长；

c3)根据编队要求确定广义弧长与弧长间的函数关系，计算广义弧长及其对时间的导数；

c4)由信息交互得到的相邻运动体的广义弧长及其导数，设计运动体沿着轨迹切向上的控制力部分。