[发明专利]基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法

权利要求书

1.一种基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)由运动体到目标和邻居的相对位置计算它到目标的距离，绕目标的纬度角和经度角以及与邻居间的相对纬度角和经度角；

b)在步骤a)的基础上进一步计算球面跟踪、纬向和经向编队误差，设计目标速率的一阶估计律；

c)由目标速率的一阶估计，设计运动体法向、经向和纬向上的期望速度；

d)由实际与期望速度间的速度误差及其导数，设计目标速率的二阶估计律；

e)由目标速率的两次估计和速度误差，设计运动体法向、经向和纬向控制力；

f)联列求解运动体的控制力输入。

2.根据权利要求1所述的基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于：

其中所述步骤a)包括如下步骤：

a1)由运动体到目标的相对位置，计算运动体到目标的相对距离以及绕目标的纬度角和经度角；

a2)由经度角和纬度角计算法方向矢量即运动体指向目标的方向矢量、经线方向矢量即沿经线运动的方向矢量以及纬线方向矢量即沿纬线运动的方向矢量；

a3)由运动体到目标和邻居的相对位置，计算相邻运动体间的相对纬度角和经度角。

3.根据权利要求1所述的基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于：

其中所述步骤b)包括如下步骤：

b1)由到目标的距离和期望距离，计算球面跟踪误差；

b2)由相对纬度角、相对经度角和期望相对纬度角、经度角，计算经向编队误差和纬向编队误差；

b3)由球面跟踪误差、经向编队误差以及纬向编队误差，设计目标速率的一阶估计律。

4.根据权利要求1所述的基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于：

其中所述步骤c)包括如下步骤：

c1)由球面跟踪误差和目标速率的一阶估计值，设计运动体沿法向的期望速度使得球面跟踪误差达到设计要求；

c2)由到目标的距离、纬度角以及目标速率的一阶估计值，设计运动体沿经向的期望速度使得经向编队误差达到设计要求；

c3)由到目标的距离、纬度角、经度角以及目标速率的一阶估计值，设计运动体沿纬向的期望速度使得纬向编队误差达到设计要求。

5.根据权利要求1所述的基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于：

其中所述步骤d)包括如下步骤：

d1)由步骤c)得到的运动体沿法向、经向和纬向期望速度，计算实际与期望速度间的速度误差即法向速度误差、经向速度误差和纬向速度误差；d2)由法向、经向和纬向速度误差，分析它们随时间变化的表达式；

d3)由速度误差随时间变化的表达式，设计目标速率的二阶估计律。

6.根据权利要求1所述的基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于：

其中所述步骤e)包括如下步骤：

e1)由法向速度误差、球面跟踪误差、速度误差随时间变化的表达式以及目标速率的二次估计，设计运动体法向控制力使得法向速度误差减少到满足的设计要求；

e2)由经向速度误差、经线编队误差、速度误差随时间变化的表达式以及目标速率的二次估计，设计运动体经向控制力使得经向速度误差减少到满足的设计要求；

e3)由纬向速度误差、纬线编队误差、速度误差随时间变化的表达式以及目标速率的二次估计，设计运动体纬向控制力使得纬向速度误差减少到满足的设计要求。

7.根据权利要求1所述的基于相对位置的分布式编队球形包围追踪未知目标的方法，其特征在于：

其中所述步骤f)包括如下步骤：

f1)根据步骤e)设计出的运动体法向、经向和纬向控制力部分间的关系，联列求解出运动体的控制力；

f2)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。