1.一种多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,包括:
将无人机集群中的多个无人机分为领导者和跟随者;
构建领导者和跟随者的无人机模型;
构建领导者和跟随者之间的通信拓扑关系;
判决所述无人机集群是否符合编队跟踪条件;
基于所述无人机模型、通信拓扑关系和编队跟踪条件的参数构建符合编队跟踪条件的无人机集群的控制模型;
基于控制模型对符合编队跟踪条件的无人机集群进行编队跟踪控制。
2.根据权利要求1所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述将无人机集群中的多个无人机分为领导者和跟随者,包括:
基于灰狼的社会等级制度,将所述多无人机集群中的无人机分为领导者和跟随者,所述领导者为多个,多个所述领导者分为多个等级;
基于灰狼的捕猎模式,使所述无人机集群中的领导者的综合状态信息被视为跟踪目标的状态信息,使得跟随者跟踪领导者的运动;
基于灰狼捕猎中对猎物形成包围的捕猎策略,控制所述无人机集群的队形。
3.根据权利要求1所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述构建领导者和跟随者的无人机模型,包括:
所述跟随者无人机模型为:
其中,t表示时间,a和b为无人机的常数系统参数矩阵,xi(t)为第i个跟随者无人机在t时刻的状态,ui(t)为第i个跟随者无人机的控制输入,s(·)为函数;
和\或
所述领导者无人机模型为:
其中,t表示时间,a和b为无人机的常数系统参数矩阵,xl(t)为第l个领导者无人机在t时刻的状态,ul(t)为第l个领导者无人机的控制输入。
4.根据权利要求1所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述构建领导者和跟随者之间的通信拓扑关系,包括:
将无人机集群中的每个无人机用节点表示;
将节点间的通信连接用节点连线构成的边来表示;
将无人机集群的通信关系用无向代数拓扑图表示,所述无向代数拓扑图包含节点、边和边的权重值。
5.根据权利要求4所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述构建领导者和跟随者之间的通信拓扑关系,包括:
获取保存边的权重值的邻接矩阵a=[aij],aij为跟随者无人机i和跟随者无人机j之间的连接权重;
基于所述边的权重值获取入度矩阵,所述入度矩阵为d=diag{d1,d2,…,dn},
基于所述邻接矩阵和入度矩阵得到无向代数拓扑图的拉普拉斯矩阵l,所述拉普拉斯矩阵l=d-a。
6.根据权利要求5所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述构建领导者和跟随者之间的通信拓扑关系,包括:
若无人机集群中的通信拓扑关系是连通和切换的;
切换拓扑图的拉普拉斯矩阵为
其中,
7.根据权利要求1所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述判决所述无人机集群是否符合编队跟踪条件,包括:
获取跟随者无人机的时变编队向量hi(t),
判断是否存在满足第一设定条件的常数组;
判断所述时变编队向量hi(t)和常数组是否满足第二设定条件。
8.根据权利要求7所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述第一设定条件为:
存在一组δ∈r,0<δ1<1,使得
和\或
所述第二设定条件为:
9.根据权利要求1所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述基于所述无人机模型、通信拓扑关系和编队跟踪条件的参数构建符合编队跟踪条件的无人机集群的控制模型,包括:
获取编队跟踪条件中的跟随者无人机的编队向量、通信拓扑关系中切换拓扑图的跟随者无人机间的连接权重、通信拓扑关系中切换拓扑图的跟随者无人机和领导者无人机之间的连接权重,得到相关参数;
基于所述相关参数得到跟随者无人机的控制模型。
10.根据权利要求9所述的多无人机自适应编队跟踪控制方法,其特征在于,所述控制模型为:
其中,xi(t)为第i个跟随者无人机在t时刻的状态,xj(t)为第j个跟随者无人机在t时刻的状态,hi(t)为第i个跟随者无人机的时变编队向量,hj(t)为第j个跟随者无人机的时变编队向量,nf为跟随者无人机的个数,