[发明专利]一种多领导者的无人机编队协同控制方法

权利要求书

1.一种多领导者的无人机编队协同控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：在无人机中确定多个领导者和跟随者；

确定无人机中多个领导者的方法具体为：令无人机编队集合为U，领导者集合为N_i(t)，N_i(t)∈U，card[N_i(t)]表示领导机数量，且2≤card[N_i(t)]≤card(U)/2；定义代价函数C(i,j)表示无人机i，j之间的链路代价，选用通信延迟作为衡量指标；通过以下函数选定无人机领导者编队，即选择具备最佳通信性能领导者集合：

S2：领导者根据其他领导者位置、其他领导者速度和期望编队信息构建控制输入；

S3：跟随者通过无人机编队中领导者的位置、领导者的速度以及自身信息构建控制输入；

S4：无人机编队通过一级控制和二级控制的控制输入协同飞行；其中，一级控制为领导者之间的控制，二级控制为领导者与跟随者之间的控制；当时滞有界时，领导者之间趋向预期编队，跟随者趋向预期编队，使得整体机群达到预期编队效果。

2.根据权利要求1所述的一种多领导者的无人机编队协同控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，无人机领导者的编队控制输入的计算过程为：使用二阶运动模型来描述第i个领导者的运动方程：

其中，x_i(t)∈R²为无人机i的位置；v_i(t)∈R²为无人机i的速度；u_i(t)∈R²是无人机i的控制输入；

其中，x_j(t-τ)表示τ时间前无人机j的位置；x_i(t-τ)表示τ时间前无人机i的位置；v_j(t-τ)表示τ时间前无人机j的速度；v_i(t-τ)表示τ时间前无人机j的速度；v_i(t)表示无人机当前的速度；表示无人机当前的期望速度；a_ij(t)为无人机领导者的有向图间权值，或通信关系，可通信为1，不可通信为0；k₁、k₂、k₃为控制参数，N_i(t)为无人机领导者集合。

3.根据权利要求1所述的一种多领导者的无人机编队协同控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，无人机跟随者的编队控制输入的计算过程为：使用二阶运动模型来描述第i个跟随者的运动方程：

其中，d_qi(t)为跟随者i与领导者q间通信关系，可通信为1，不可通信为0；N_i(t)为无人机领导者集合，N_p(t)为无人机跟随者集合，k₄为权重参数。