[发明专利]基于最优控制理论的多飞行器协同围捕方法及系统

权利要求书

1.一种基于最优控制理论的多飞行器协同围捕方法，其特征在于，

每个追踪者都实时获取其自身及目标的位置、速度信息，并将该信息传递给邻近的追踪者，同时计算得到阿波罗尼斯圆圆心的位置；

所述每个追踪者都根据接收到的邻近追踪者及目标的位置、速度信息计算自身的瞬时最优方位角；

两个相邻追踪者的距离与其对应的阿波罗尼斯圆圆心间的距离的关系满足：

其中，d_ii+1表示第i个追踪者与第i+1个追踪者间的距离，

表示第i个追踪者和第i+1个追踪者所对应阿波罗尼斯圆圆心间的距离；

所述第i个追踪者的最优方位角解析解为：

其中，λ_Ri表示哈密顿乘子的第i个分量，

表示哈密顿乘子的第i个分量，

R_i表示第i个追踪者与目标间的距离，

θ_ii+1表示第i个追踪者和第i+1个追踪者与目标的连线所形成的夹角。

2.根据权利要求1所述的基于最优控制理论的多飞行器协同围捕方法，特征在于，

目标的机动能力强于追踪者，且满足如下关系：

其中，λ表示追踪者和目标的速度比，

V_p表示追踪者的速度，

V_e表示目标的速度。

3.根据权利要求1所述的基于最优控制理论的多飞行器协同围捕方法，特征在于，

所述追踪者的数量需要满足：

其中，N_min表示围捕任务所需最少追踪者的数量。

4.一种基于最优控制理论的多飞行器协同围捕系统，特征在于，

该系统包括多个协同围捕的飞行器，在每个飞行器上都设有导引头、传感器和信号传递接收设备；

所述导引头包括红外导引头、激光导引头及图像导引头，能够捕获目标，从而获知目标的位置及速度信息；

所述传感器包括卫星信号接收设备、地磁传感器、陀螺仪，能够实时获得飞行器自身的位置及速度信息，从而飞行器能够实时更新自身的控制行为；

所述信号传递、接收设备包括雷达，通过该信号传递、接收设备可以使得邻近飞行器之间能够彼此传递自身所处的位置信息；

利用所述系统进行围捕的方法包括：

每个追踪者都实时获取其自身及目标的位置、速度信息，并将该信息传递给邻近的追踪者，同时计算得到阿波罗尼斯圆圆心的位置；

所述每个追踪者都根据接收到的邻近追踪者及目标的位置、速度信息计算自身的瞬时最优方位角；

两个相邻追踪者的距离与其对应的阿波罗尼斯圆圆心间的距离的关系满足：

其中，d_ii+1表示第i个追踪者与第i+1个追踪者间的距离，

表示第i个追踪者和第i+1个追踪者所对应阿波罗尼斯圆圆心间的距离；

所述第i个追踪者的最优方位角解析解为：

其中，表示哈密顿乘子的第i个分量，

表示哈密顿乘子的第i个分量，

R_i表示第i个追踪者与目标间的距离，

θ_ii+1表示第i个追踪者和第i+1个追踪者与目标的连线所形成的夹角。