[发明专利]一种增加通信链路的多无人机的协同控制策略

权利要求书

1.一种增加通信链路的多无人机的协同控制策略，其特征在于，在多无人机的飞行过程中，将无人机群组的速度进行分段控制，引入飞行控制因子的概念，提出了群聚算法；包括如下步骤：

步骤1、设置参数；设置无人机群组数量N，无人机的循环迭代参数i，无人机间距离r₁，r₂；

步骤2、初始化无人机群组数量N，使N个无人机初始位置和速度服从正态分布；

步骤3、判断无人机i与其它无人机的距离r，如果rr₁，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4、飞行控制因子作用无人机节点，执行步骤8；

步骤5、如果rr₂，则执行步骤6；否则，执行步骤7；

步骤6、使无人机i向虚拟领导者方向运动，执行步骤8；

步骤7、蜂拥算法作用于无人机i；

步骤8、判断是否还有无人机节点没有执行算法；如果是，i+1，执行步骤3；如果否，执行步骤9；

步骤9、无人机群组达到蜂拥状态，如果是，算法结束；如果否，i＝1，执行步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种增加通信链路的多无人机的协同控制策略，其特征在于，所述群聚算法描述如下：

其中，f_i^c为飞行控制因子，定义为d₁＞d₂,d₁,d₂,κ为常数；

j表示以由序数1,2,…,j,…,n对无人机进行编号时的第j架无人机的序号；N_i表示第i个无人机的邻居无人机集合；

f_i^g表示吸引力；f_i^γ表示的是航行反馈，其中r表示无人机r作为代理；f_i^d是速度一致部分，保证速度最后相同；f_i^g是吸引力，也是算法的梯度部分；f_i^c为飞行控制因子，即排斥力因子，其中i表示群体中的无人机i；u_i表示无人机i的某个时刻的输入；q_j表示无人机j的位置坐标；d₁表示吸引力范围，也是通信范围，在d₁—d₂之间表示无人机可以通信，d₂表示排斥力范围；

飞行控制因子对集群过程中的排斥势能做了新的定义，规定排斥力与节点间的距离成反比关系；

当节点间距离越远，排斥力越小，使得节点收敛速度变快；因此，在无人机群组聚集过程中，当发现某节点与群组其它节点距离大于d₁时，飞行控制因子对其作用，使其收敛速度快，这里d₁远远大于节点间通信距离，因此不用考虑在飞行过程中的碰撞问题；

当该节点与群组其他节点距离在d₁和d₂之间时，导航反馈作用于该节点，使其向虚拟领导者移动；而当该距离小于d₂时，减小节点移动速度，利用蜂拥算法对其精准作用，使所有节点在无碰撞的情况下最终达到蜂拥状态。