仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法

    公开(公告)号:CN115145312B

    公开(公告)日:2024-11-19

    申请号:CN202210890434.8

    申请日:2022-07-27

    Abstract: 本发明公开了一种仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法,首先为无人机集群中所有智能体分配身份,确定领导者、副领导者和其余跟随者,使用邻接矩阵规定编队内各无人机通讯关系,无人机利用方位角测量信息计算位置,根据目标误差输入运动控制律,完成编队跟随行为,最后判断智能体是否到达目标位置。本发明的方法仅需在无人机上配备能够探测领导者和第一跟随者相对方位角的传感器设备,只对领导者和第一跟随者二者有较高的设备要求,从而简化硬件设备,降低成本,在简单的约束下,能自动对其编队整体期望角度和缩放规模完成跟随,可实现集群的运动控制,对未知区域进行合作式扫掠,完成任务目标。

    无人机集群鲁棒分布式固定时间二部包含控制方法

    公开(公告)号:CN115390583B

    公开(公告)日:2024-10-25

    申请号:CN202210862669.6

    申请日:2022-07-21

    Abstract: 无人机集群鲁棒分布式固定时间二部包含控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立跟随者和领导者的动力学模型;S2、分别定义跟随者的位置和速度状态误差函数;S3、设计非奇异终端滑模面;S4、设计鲁棒分布式固定时间二部包含控制器;S5、给出系统收敛时间上界;S6、实现分布式固定时间二部包含控制:将控制器部署到跟随者中,使得所有跟随者能够在T内进入领导者们形成的凸包中。本发明解决了无人机集群二部一致性和包含控制结合存在的耦合问题,同时为了兼顾系统性能,引入固定时间控制使得系统在固定时间内完成二部包含控制。并且还考虑了系统外部扰动的存在,并采用非奇异终端滑模控制技术解决扰动问题,增强了系统的鲁棒性。

    一种基于SAR的ISAC无人机联合轨迹、波束与资源优化方法

    公开(公告)号:CN118647045B

    公开(公告)日:2024-10-15

    申请号:CN202411121622.X

    申请日:2024-08-15

    Abstract: 本发明公开了一种基于SAR的ISAC无人机联合轨迹、波束与资源优化方法,涉及无人机探通技术领域,包括:构建无人机地面目标成像通信场景,具体包含无人机飞至探测区域SAR采用聚焦工作模式进行目标区域成像,采用通信感知一体化实时传输感知数据;构建无人机地面目标SAR成像信息速率模型、无人机信息传输模型;构建无人机移动能耗模型、通信感知能耗模型;构建无人机飞行过程和地面目标区域成像通信模型的约束条件;构建无人机通信感知过程中波束赋形优化问题和无人机目标区域感知过程中资源优化问题;简化系统目标函数,采用交替迭代,获取无人机能耗最优的飞行轨迹、波束形成和功率分配方法。本发明提供高可靠性的算法来规划路径、波束和资源分配方法。

    一种双层结构的多航天器分布式鲁棒编队控制方法

    公开(公告)号:CN118567384A

    公开(公告)日:2024-08-30

    申请号:CN202410527326.3

    申请日:2024-04-29

    Abstract: 本发明公开了一种双层结构的多航天器分布式鲁棒编队控制方法,具体步骤如下:S1、建立受扰的六自由度多航天器系统;S2、设计非完整信息约束下的分布式状态速率观测器;S3、构建基于神经网络技术的复合不确定性项估计器;S4、设计具有自适应调节因子的类符号项避免控制震颤现象的发生;S5、基于S2‑S4设计双层结构的鲁棒协同控制器完成多航天器编队。本发明重点考虑了六自由度多航天器编队中领导者信息非完整观测以及复合不确定性扰动对控制性能的不良影响,设计了一种有效的协同控制方案,提升了多航天器系统的鲁棒性与可靠性。

    事件触发机制下基于神经网络技术的鲁棒合围控制方法

    公开(公告)号:CN118192265A

    公开(公告)日:2024-06-14

    申请号:CN202410503275.0

    申请日:2024-04-25

    Abstract: 本发明公开了一种事件触发机制下基于神经网络技术的鲁棒合围控制方法,具体步骤如下:S1、建立具有非线性分量和外部干扰的跟随者和领导者机器人动力学模型,明确非线性分量和外部干扰形式以及合围控制问题;S2、利用参数化神经网络对非线性分量和进行拟合,同时明确径向基函数的形式;S3、设计事件触发条件,保证控制器只在条件满足时进行更新;S4、基于S2和S3中的神经网络估计器和事件触发条件,设计鲁棒合围控制方案,并基于Lyapunov理论分析闭环控制误差,证明系统的稳定性;S5、实现鲁棒合围控制。本发明可以解决可能导致系统失稳的非线性分量和外部干扰的不确定性问题,适用于多机器人系统的鲁棒合围控制领域。

    一种基于神经网络拟合的鲁棒领导跟随蜂拥控制方法

    公开(公告)号:CN117111457A

    公开(公告)日:2023-11-24

    申请号:CN202310861373.7

    申请日:2023-07-13

    Abstract: 本发明公开了一种基于神经网络拟合的鲁棒领导跟随蜂拥控制方法,首先建立具有非线性模型不确定性的多机器人动力学模型和时变领导者动力学模型,设定领导者的高阶信息项对于跟随者未知,同时明确蜂拥控制问题,利用参数化神经网络拟合未知非线性项,定义估计权值函数以及基函数形式,再利用构建的神经网络估计器,设计鲁棒蜂拥控制器,并基于Lyapunov理论设计神经网络参数的更新律,分析闭环误差的稳定性,实现鲁棒领导跟随蜂拥控制。本发明的方法针对具有模型不确定性和时变领导者的二阶多机器人系统,设计了一种基于神经网络拟合的自适应集群控制方案,解决了可能导致系统失稳的模型不确定性问题,适用于多机器人系统的蜂拥控制领域。

    一种机体内可部署多种计算和传感设备的四旋翼无人机

    公开(公告)号:CN115924144A

    公开(公告)日:2023-04-07

    申请号:CN202310005967.8

    申请日:2023-01-04

    Abstract: 本发明公开了一种机体内可部署多种计算和传感设备的四旋翼无人机,包括机身,机身的顶部上设有无人机上盖,机身和无人机上盖之间设有中支架,长螺丝依次穿过无人机上盖和中支架与机身相连,机身的中部安装有英伟达Jetson TX2NX计算机和电池,机身的底部设有因特尔D435i双目深度摄像头、起落架和四合一电机调速器,四合一电机调速器位于相邻起落架之间。无人机上盖内部安装有UWB极宽频天线,UWB极宽频天线的天线穿设于无人机上盖,中支架上安装有PixHawk4飞行控制电脑和网络通讯设备,PixHawk4飞行控制电脑和网络通讯设备电连接。本发明所提供的一种机体内可部署多种计算和传感设备的四旋翼无人机,可以安装大量的通讯、传感和计算设备。

    基于反向学习蛇算法的无人机任务分配方法

    公开(公告)号:CN115755964A

    公开(公告)日:2023-03-07

    申请号:CN202211424607.3

    申请日:2022-11-15

    Abstract: 本发明公开了一种基于反向学习蛇算法的无人机任务分配方法,包括以下步骤:S1、对任务分配场景建模;S2、设置反向学习的蛇算法初始化参数:使用基于种群的算法,设置算法的种群、迭代次数、各个环节的门限值参数;S3、对优化过程进行迭代,输出全局最优解;S4、求解得到无人机对任务的最优分配,将此分配方案输出,并计算其最终收益。本发明主要针对无人机集群这一特定物理对象,将其抽象成无人机集群解决任务分配的问题。首先,建立任务分配问题的数学模型,利用群智能算法,结合反向学习过程,对随机生成的种群进行筛选,减少了算力消耗。因此,本发明所提出的基于反向学习蛇算法的无人机任务分配方法对计算资源不富裕的系统具有明显的优势。

    无人机集群鲁棒分布式固定时间二部包含控制方法

    公开(公告)号:CN115390583A

    公开(公告)日:2022-11-25

    申请号:CN202210862669.6

    申请日:2022-07-21

    Abstract: 无人机集群鲁棒分布式固定时间二部包含控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立跟随者和领导者的动力学模型;S2、分别定义跟随者的位置和速度状态误差函数;S3、设计非奇异终端滑模面;S4、设计鲁棒分布式固定时间二部包含控制器;S5、给出系统收敛时间上界;S6、实现分布式固定时间二部包含控制:将控制器部署到跟随者中,使得所有跟随者能够在T内进入领导者们形成的凸包中。本发明解决了无人机集群二部一致性和包含控制结合存在的耦合问题,同时为了兼顾系统性能,引入固定时间控制使得系统在固定时间内完成二部包含控制。并且还考虑了系统外部扰动的存在,并采用非奇异终端滑模控制技术解决扰动问题,增强了系统的鲁棒性。

    一种极坐标系下预设性能的旋转编队控制方法

    公开(公告)号:CN115167521A

    公开(公告)日:2022-10-11

    申请号:CN202210966011.X

    申请日:2022-08-12

    Abstract: 本发明公开一种极坐标系下预设性能的旋转编队控制方法,应用于多航天器协同控制领域,由于旋转编队问题中所有航天器的位置和速度时刻在变化,导致使用传统的一致性算法时取得的旋转效果不尽人意的问题;本发明首先建立多航天器的二阶动力学模型,为方便实现旋转编队,把动力学模型转化到极坐标空间下;其次设计预设性能函数,规定多航天器系统的旋转编队性能;然后设计预设旋转编队性能不等式,把多航天器的旋转编队误差和预设性能函数结合起来,描述多航天器旋转编队误差的收敛收敛性能;最后设计预设性能旋转编队控制协议,实现旋转编队。

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