[发明专利]基于线性微分包含的多无人机编队控制方法

摘要

本发明公开了一种基于线性微分包含的多无人机编队控制方法，包括：构造无人机群的网络拓扑结构图；确定网络拓扑结构图的邻接矩阵、度矩阵和拉普拉斯矩阵；建立任意一个无人机的运动方程，确定无人机非线性系统，并采用全局线性化方法将无人机非线性系统转换为无人机线性微分包含结构；根据无人机编队控制队形的几何图案确定控制目标；求解双线性矩阵不等式得到相关矩阵参数，并根据相关矩阵参数构造复合拉普拉斯二次型函数，求解得到最优参数；根据最优参数、邻接矩阵、相关矩阵参数和控制目标设计控制算法，通过调节每个无人机的飞行状态达到控制目标。与现有技术相比，本发明能够实现对无人机群的有效编队控制。

主权项

1.一种基于线性微分包含的多无人机编队控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，构造无人机群的网络拓扑结构图，所述网络拓扑结构图包括N+1个节点，每个节点分别代表一个无人机，所述N+1个节点包括一个领导者无人机节点和N个跟随者无人机节点，其中，N为整数，且N≥1；步骤S2，确定所述网络拓扑结构图的邻接矩阵、度矩阵和拉普拉斯矩阵；步骤S3，建立任意一个无人机的运动学方程，确定无人机非线性系统，并采用全局线性化方法对无人机非线性系统进行线性化处理，将无人机非线性系统转换为无人机线性微分包含结构；步骤S4，设置无人机的初始状态以及无人机编队控制队形的几何图案，并根据所述几何图案确定控制目标，将控制目标转换为多智能体一致性问题；步骤S5，根据无人机的线性微分包含结构中状态参数和相关矩阵参数建立双线性矩阵不等式条件，求解双线性矩阵不等式得到相关矩阵参数，并根据得到的相关矩阵参数构造复合拉普拉斯二次型函数，然后求解复合拉普拉斯二次型函数获取最优参数；步骤S6，根据所述最优参数、所述双线性矩阵不等式中相关矩阵参数、所述邻接矩阵中元素和所述控制目标，设计基于线性微分包含的多无人机编队控制算法，通过调节每个无人机的飞行状态达到所述控制目标。