[发明专利]一种无人飞艇编队飞行控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及一种无人飞艇编队飞行控制方法、系统及存储介质。该无人飞艇编队飞行控制方法在获取目标区域、禁入区域和无人飞艇编队中各飞艇成员覆盖区域间的相对位置之后，根据该相对位置构建人工势场，再基于人工势场确定无人飞艇编队中每一飞艇成员的期望速度和期望角速度，然后，确定期望速度与实际速度间的误差，并确定期望角速度和实际角速度间的误差，最后根据期望速度与实际速度间的误差以及期望角速度和实际角速度间的误差确定控制量，以完成对无人飞艇编队中每一飞艇成员的控制，进而能够在编队成员个体差异与考虑节约通信/计算资源的情况下，对指定目标区域进行区域的有效覆盖。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种无人飞艇编队飞行控制方法、系统及存储介质。

背景技术

无人飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球最大的区别在于具有推进和控制飞行的装置。

平流层飞艇具有以下应用前景：

1)通信终端。一个平流层飞艇平台在20千米定点高度时，它的地面有效覆盖面积可达数万平方公里，可以为广大区域提供高速通信服务。

2)区域监视。平流层飞艇集合航空器近地飞行与同步轨道卫星定点监视的优点，可以对指定大范围区域进行定点高分辨率监视。

3)气象观测。平流层飞艇飞行高度位于云层之上，可以用来观测台风等极限气象现象。

在此基础上，多个平流层飞艇协同组网还可以在空中形成网络，平流层飞艇可以同卫星、地面基站协作，实现通信、监视与观测的广域覆盖。但是现有的飞艇组网在编队成员个体差异与考虑节约通信/计算资源的情况下，难以对指定目标区域进行区域有效覆盖。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种无人飞艇编队飞行控制方法、系统及存储介质。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无人飞艇编队飞行控制方法，包括：

获取目标区域、禁入区域和无人飞艇编队中各飞艇成员覆盖区域间的相对位置；

根据所述相对位置构建人工势场；

基于所述人工势场确定无人飞艇编队中每一飞艇成员的期望速度和期望角速度；

获取无人飞艇编队中每一飞艇成员的实际速度和实际角速度；

确定所述期望速度与所述实际速度间的误差，并确定所述期望角速度和所述实际角速度间的误差；

根据所述期望速度与所述实际速度间的误差以及所述期望角速度和所述实际角速度间的误差确定控制量；

根据所述控制量完成对无人飞艇编队中每一飞艇成员的控制。

优选地，还包括：

获取神经网络自适应控制器，并采用所述神经网络自适应控制器对无人飞艇编队中各飞艇成员间的个体误差进行消除。

优选地，所述人工势场包括：目标区域的引力势场、禁入区域的斥力势场、飞艇编队中各飞艇成员间的斥力势场和飞艇编队中各飞艇成员间的引力势场；

优选地，所述目标区域的引力势场为

其中，为无人飞艇编队中飞艇成员i到目标区域中心位置的相对距离，R_a为目标区域半径，χ_i为飞艇成员i当前所在位置点坐标；

所述禁入区域的斥力势场为

其中，为无人飞艇编队中飞艇成员i到禁入区域中心位置的相对距离，R_r为禁入区域半径；