[发明专利]一种基于记忆免疫学的多个飞行器飞行控制方法

说明书

本发明提出了基于记忆免疫学的控制方法，这种方法受到人类记忆和免疫系统的启发，它不依赖于关于系统模型和环境不确定性的精确信息；相反，它利用过去的控制经验和当前的系统行为来产生新的控制动作，得到飞行器转向所需的位置。此外，与大多数其他方法相比，该控制方法需要较少的计算。理论证明和模拟结果都证实了所提方法的有效性，更加适合未来多飞行器飞行的控制应用。

技术领域

本发明涉及一种基于记忆免疫学的多个飞行器飞行控制方法，属于飞行器飞行控制领域。

背景技术

多重飞行器形成飞行是一种新兴的概念，它代表了在较小，较便宜和合作的飞行器之间分配大型飞行器的功能的想法。在科学，特别是军事目的的应用中具有巨大的潜力。

目前有一种多个飞行器飞行控制方法是一种基于地球轨道上的引导跟随架构的非线性系统模型，描述了跟随者飞行器对领先飞行器的相对位置动力学。在这个模型中，每个飞行器被认为是自由空间中的点质量演化。飞行员提供了一个基本的参考运动轨迹，通过沿着{x，y，z}轴的相对距离识别另一个所需的轨迹，用于跟随者飞行器跟踪。此外，我们假设领先的飞行器在地球周围是圆形轨道。惯性坐标系{x，y，z}附在地球的中心。令R(t)∈R³表示从惯性坐标系的起点到领导飞行器的位置矢量，q_f(t)∈R³是从领先飞行器坐标系起源到随动飞行器的位置矢量。领导飞行器坐标系{x_l，y_l，z_l}连接到领航飞行器上，x_l轴指向与切向速度相反的方向，y_l轴指向矢量的方向，z_l轴相互垂直到x_l轴和y_l轴。

虽然对领导者跟随者结构进行了一些研究，由于轨道环境复杂，传统的控制方法面临诸多挑战，如自适应和可变结构控制方法，因为在高空的情况下,很难得到扰动和不确定性的相对详细信息，甚至是飞行器相对准确的模型。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种基于记忆免疫学的多个飞行器飞行控制方法，弥补了因为在空间外的情况下，很难得到扰动和不确定性的相对详细信息，甚至是飞行器相对准确的模型，从而导致多个飞行器无法紧密形成飞行的高度鲁棒和适应性控制。为实现上述技术目的，本发明的技术方案为：。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于记忆免疫学的多个飞行器飞行控制方法，应用于非线性MSFF系统模型的控制，该控制方法的控制器为：

u＝(1-σ)u_N+σu_A

其中u_N为比例子控制器，u_A是基于记忆的子控制器，以t为抽样期，U＝[u_k-1，u_k-2，…u_k-m]^T存储过去的控制经验，S＝[s_k，s_k-1，…s_k-m]^T，存储过去的反馈信息，变量e＝q-q^*是跟踪误差，β是任意的正实数，ω₁∈R^m是行为记忆系数向量，ω₂∈R^m+1是反馈记忆系数向量，σ为免疫选择功能；所述控制器的追溯效应是时间(k-m)t，q是非线性MSFF系统模型中领导者飞行器坐标系起始点到跟随者飞行器位置之间的矢量，为目标值，q^*为q的实际值，k为第k个周期，m为第m个周期，m_f为是跟随者飞行器的质量。

对上述技术方案的进一步设计为：所述免疫选择功能为：