[发明专利]一种分布式控制无人机群集中分簇编队方法

权利要求书

1.一种分布式控制无人机群集中分簇编队方法，包括以下步骤：

1）设定无人机群的初始参数，确定无人机群的任务链中各子任务的任务性质，并根据飞行环境确定无人机群在各子任务中的允许编队形式，初步构成静态优化优先集；

2）对所述无人机群在各子任务中的允许编队形式进行建模，确定每一种编队形式所对应的网络拓扑结构，得出在所述任务链中各子任务环境下每簇无人机的预定任务配置与拓扑模型，并从中建立队形转换数学形式，然后从整体到局部对无人机群的编队形式采取最优或者次优编队控制策略；

3）当某个子任务出现突发情况时，对静态优化优先集进行重构、扩展或者收缩，并选择其他有效编队形式，从而构成动态优化优先集。

2.根据权利要求1所述的分布式控制无人机群集中分簇编队方法，其特征在于：步骤1）中，所述静态优化优先集包括项目有：任务性质确定的无人机群、每簇的具体功能以及移动性、快速性、机群的簇点、联接拓扑、拓扑变换策略。

3.根据权利要求2所述的分布式控制无人机群集中分簇编队方法，其特征在于：无人机群的每簇为任务性质单一的子簇或者多性质组成的混成簇，其中每簇的具体功能包括：I、目标侦测；II、火力掩护；III、机动备用；IV、干扰与反干扰；V、队形协调与控制；VI、簇点转移；VII、任务中突发情况的队形应急分配。

4.根据权利要求1所述的分布式控制无人机群集中分簇编队方法，其特征在于：所述无人机群的队形控制由每簇协调控制，每簇的具体队形受静态优化优先级的解集限制，每簇簇内采用集中式编队方法，簇中心在簇内转移由簇内各无人机按照分配的具体任务共同参与协调确定。

5.根据权利要求4所述的分布式控制无人机群集中分簇编队方法，其特征在于：所述无人机群的队形控制协调模式包括：I、同一任务功能协调；II、机动备用协调；III、不同任务间功能转换协调；

对于每簇包含多种任务性质的编队方式，首先将簇内的无人机按功能分层为：I、中心控制层；II、目标任务实施簇，如目标打击型任务则可选取目标打击簇为第二层；III、火力掩护簇；IV、干扰与反干扰簇；V、目标侦测；VI、机动备用；其次，中心控制层优先在簇内进行任务协调并处理静态优化优先集的队形分配；再次，中心控制层与高优先层的无人机可从低到高调用机动备用直至中心控制层，从而快速的处理动态的优化优先集，达到功能与队形的可靠转换；最后除中心控制层应急处理突发情况外，不进行越级功能转换控制和簇中心转移；

每簇只包含单一任务性质的编队方式，按照任务性质由各簇协调后将具体任务分配给每簇，每簇簇内的中心机能够灵活指定，并采用分层管理，也能够采用平行协调方式处理簇内各无人机任务目标；

任务性质单一的各簇，在簇间协调优先在同一性质的各簇进行；任务性质混成簇在簇间任务转换由队形和各簇协调控制决定。

6.根据权利要求1所述的分布式控制无人机群集中分簇编队方法，其特征在于：步骤3）中形成动态优化优先集的方法如下所述：当任务链各子任务能够独立时，按照每个子任务优化进行，即只对任务进行静态优化；当存在时间要求或者队形要求时，按照每簇的预分配模式规划动态优先集；对紧急情况的队形处理需要有直接关联的各簇和各簇中心联合协调，按照队形拓扑变化最小即队形变化前后相似程度最大、各簇移动距离最短、各簇同性质任务间优先变换、有直接链接簇点变化的顺序进行。