[发明专利]一种基于组合系统的无人机环绕地面目标制导方法

权利要求书

1.一种基于组合系统的无人机环绕地面目标制导方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，构建无人机在直角坐标下的运动学模型，将直角坐标系下的运动学模型转换为极坐标系下包含协同项的耦合模型；

所述包含协同项的耦合模型为：

其中，ρ_i(t)为第i架无人机与目标之间的距离，v_i和ω_i分别为第i架无人机的线速度和角速度，χ_i(t)为第i架无人机飞行方向与目标之间的夹角，r_i,i-1(t)为第i架无人机与第i-1架无人机之间的距离，ψ_i,i-1(t)为第i架无人机与第i-1架无人机之间的相位差，t表示时间；

步骤2，根据包含协同项的耦合模型设计无人机环绕地面目标制导算法，根据制导算法求得的线速度和角速度对无人机进行协同制导；所述制导算法的公式为：

其中，ρ_d为给定环绕半径，v_i-1为第i-1架无人机的线速度，N为无人机编队总架数，k₁、k₂为制导增益，k₁＞1，k₂＞0。

2.根据权利要求1所述基于组合系统的无人机环绕地面目标制导方法，其特征在于，步骤2所述无人机环绕地面目标制导算法的稳定性分析方法如下：

利用李雅普诺夫函数：其中，

||z_j||＜r，n_j代表维数，d_j、r为正常数，当同时满足下列条件a、b、c、d时，包含环绕与协同制导算法的组合系统大范围按指数稳定；

a.存在常数c_j1＞0，c_j2＞0，α_j＞0，满足c_j1||z_j(t)||²≤V_j(z_j)≤c_j2||z_j(t)||²，

b.存在常数β_j＞0，满足

c.系统互联项g₁(z₁,z₂)和g₂(z₁,z₂)满足下列保稳不等式：||g_j(z)||≤γ_s(t)||z_s(t)||，其中s＝1,2，γ_s(t)为正定函数；

d.稳定度检测矩阵S是一个M矩阵，矩阵S的元素为γ_s表示γ_s(t)的上边界；

其中，t表示时间，ρ_i(t)为第i架无人机与目标之间的距离，ρ_d为给定环绕半径，χ_i(t)为第i架无人机飞行方向与目标之间的夹角，r_i,i-1(t)为第i架无人机与第i-1架无人机之间的距离，N为无人机编队总架数，V表示组合系统的李雅普诺夫函数，V₁、V₂分别表示环绕、协同系统的李雅普诺夫函数，d₁＝d₂＝1。