申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2023-09-26

公开（公告）日：2024-02-06

公开（公告）号：CN117075638B

主分类号：G05D1/695

分类号：G05D1/695;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.06#授权;2023.12.05#实质审查的生效;2023.11.17#公开

摘要：本申请公开了一种针对DoS网络攻击的集群无人机协同韧性控制方法，涉及无人机技术领域，该方法基于跟随者无人机在遭遇DoS网络攻击时正方向的位置参考状态的导数保持不变、侧方向的位置参考状态的导数与上升方向的位置参考状态的导数为0的特征设计安全飞行估计器并得到速度状态观测器，然后基于一致性控制理论与滑模控制理论设计协同韧性控制器，使得跟随者无人机在遭遇DoS网络攻击而无法接收邻机信息的情况下能快速采取安全控制策略，从而保证集群无人机在遭遇DoS网络攻击时仍然可以稳定飞行，且在DoS网络攻击结束时可以快速恢复到期望的一致性协同状态，在多无人机的编队协同韧性控制上具有很好的实际意义和应用前景。

主权项：1.一种针对DoS网络攻击的集群无人机协同韧性控制方法，针对的集群无人机包括一架领导者无人机及N架跟随所述领导者无人机飞行的跟随者无人机，其特征在于，所述集群无人机协同韧性控制方法包括对于集群无人机中的任意跟随者无人机，整数参数：基于跟随者无人机在未遭遇DoS网络攻击时通过集群无人机通信网络获取位置参考状态的估计值，在遭遇DoS网络攻击时正方向的位置参考状态的导数保持遭遇DoS网络攻击前不变、侧方向的位置参考状态的导数与上升方向的位置参考状态的导数为0的特征，设计得到跟随者无人机的安全飞行估计器，所述安全飞行估计器用于估计跟随者无人机的位置参考状态的估计值，包括：设计中间变量以及，表示跟随者无人机在时刻未遭遇DoS网络攻击，表示跟随者无人机在未遭遇DoS网络攻击时通过集群无人机通信网络获取到的位置参考状态；表示跟随者无人机在时刻遭遇DoS网络攻击，，表示跟随者无人机在遭遇DoS网络攻击前正方向的位置参考状态；基于中间变量和设计得到跟随者无人机的安全飞行估计器为： 其中，跟随者无人机的位置参考状态的估计误差，则有；且，其中，和分别定义为一个正定对角矩阵；基于跟随者无人机的位置参考状态的估计值设计得到跟随者无人机的速度状态观测器为，所述速度状态观测器用于观测跟随者无人机的速度参考状态的估计值，表示控制增益参数，定义为一个正定对角矩阵，中间变量；定义跟随者无人机的一致性误差，设计得到PID积分滑模面并求导得到，和分别为正定参数，是跟随者无人机的实际位置，是跟随者无人机的实际速度，是正定参数；建立跟随者无人机的动力学模型为： 其中，跟随者无人机的实际位置，跟随者无人机的实际速度，、和分别表示跟随者无人机在地面坐标系三个坐标轴上的实际位置，是跟随者无人机的航速，是跟随者无人机的航迹角且，是跟随者无人机的航向角且；是跟随者无人机的滚转角，是跟随者无人机的质量，是重力加速度，是跟随者无人机受到的推力，是跟随者无人机受到的升力，是跟随者无人机受到的阻力且，是空气密度，是跟随者无人机的机翼面积，是零阶阻力系数；对跟随者无人机的动力学模型转换得到，其中，跟随者无人机的控制矩阵、控制矩阵，控制输入参数；整理得到，参数矩阵，参数矩阵，有界未知控制向量；对取二阶导数得到，基于跟随者无人机的动力学模型确定并代入的表达式得到；将的表达式代入的表达式得到： ；根据的表达式得到跟随者无人机在考虑DoS网络攻击下的协同韧性控制器为： 其中，和分别是根据跟随者无人机的动力学模型确定的参数矩阵，是对有界未知控制向量的估计值；、表示为正定对角矩阵，表示为正参数；在集群无人机飞行过程中，利用所述安全飞行估计器估计跟随者无人机的位置参考状态的估计值、利用所述速度状态观测器观测跟随者无人机的速度参考状态的估计值，根据跟随者无人机的一致性误差得到并代入协同韧性控制器，表达式为；根据PID积分滑模面构建的自适应律为，、表示正定对角控制矩阵，表示为正参数；并按照协同韧性控制器得到控制输入参数发送给跟随者无人机进行控制。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种针对DoS网络攻击的集群无人机协同韧性控制方法

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