申请/专利权人：齐鲁工业大学(山东省科学院)

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117590864B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.03.12#实质审查的生效;2024.02.23#公开

摘要：本发明涉及自适应控制技术领域，提出了耦合多飞行器的固定时间自适应编队控制方法及系统，包括：构建耦合四旋翼飞行器编队系统节点的动力学模型；构建编队系统中飞行器节点的状态误差模型；基于飞行器节点的状态误差模型，计算编队系统中能够进行通信的飞行器节点间的状态误差总和，得到耦合飞行器编队系统误差模型；根据得到的飞行器编队系统误差模型结合自适应控制策略及固定时间原理，设计包含固定时间控制输入项的编队系统控制器；求解控制器，按照设定的固定时间收敛得到控制器的输出。采用自适应补偿编队控制方法，使耦合编队系统在有一般性扰动干扰的条件下以及固定时间内达到期望的位置及速度目标。

主权项：1.耦合多飞行器的固定时间自适应编队控制方法，其特征在于，包括：考虑存在持续扰动干扰和控制输入影响，构建耦合四旋翼飞行器编队系统节点的动力学模型；将由N个飞行器节点构成且存在持续扰动干扰和控制输入影响的编队系统，用动力学方程表述出飞行器节点的二阶动态模型，作为动力学模型；并根据飞行器的速度状态以及控制输入的数值，确定飞行器所受扰动的取值范围；根据设定的期望轨迹以及构建的动力学模型，构建编队系统中飞行器节点的状态误差模型，并建立编队通信拓扑结构；构建编队系统中飞行器节点的误差模型，包括如下步骤：根据设定的期望轨迹，计算两两飞行器节点之间的期望位置距离；根据飞行器节点之间的位置坐标计算得到的期望位置距离，计算具有通信关系的两两飞行器节点之间的位置误差；根据飞行器节点的速度状态，计算具有通信关系的两两飞行器节点之间的速度误差；基于飞行器节点的状态误差模型，计算编队系统中能够进行通信的飞行器节点间的状态误差总和，得到耦合飞行器编队系统误差模型；根据得到的飞行器编队系统误差模型结合自适应控制策略及固定时间原理，设计包含固定时间控制输入项的编队系统控制器；求解控制器，按照设定的固定时间收敛得到控制器的输出；编队系统控制器构建过程包括如下步骤：针对飞行器节点，将编队系统中飞行器节点的位置误差与速度误差乘以控制增益，将能够建立通信的飞行器节点速度误差和乘以自适应控制方程，相乘后的乘积作差得到飞行器节点的位置控制器；根据李雅普诺夫第二稳定性定理，结合自适应控制以及固定时间理论，根据固定时间增加控制输入项，设计控制输入项中的自适应控制方程；根据编队系统中相互通信的飞行器节点的位置误差和速度误差、自适应控制方程以及设定的误差的限制范围，计算扰动参数估计值的导数，作为自适应律。

全文数据：

权利要求：

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