[发明专利]未知扰动下的高层消防多无人机滑模跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种未知扰动下的高层消防多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，包括以下步骤：

建立扰动情形下无人机标称系统数学模型；

确定在无人机集群跟踪控制过程中各无人机之间的网络通信拓扑结构；

针对第个跟随无人机标称系统，根据网络通信拓扑结构，确定协同一致性位置跟踪误差和协同一致性速度跟踪误差；

确定分布式积分型滑模面，构造未知扰动下单架无人机的自适应滑模跟踪控制律，从而控制跟随无人机跟踪领航无人机的位置和速度；

所述分布式积分型滑模面的函数为：

；

其中，

；

 ，；

根据分布式积分型滑模面函数，单架无人机的自适应滑模跟踪控制律为：

；

其中， 和分别表示消防无人机的信息传输时刻和消防无人机的信息传输时刻，和是设计的标量，是消防无人机在时刻的外界扰动估计值。

2.如权利要求1所述的多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，扰动情形下无人机标称系统数学模型为：

；

其中，, ,

, , ；未知外部扰动满足；

分别表示坐标系东、北方向的坐标；、、分别表示速度、航向角、偏航角速度；表示无人机控制输入信号；表示无人机遭受的未知外部扰动。

3.如权利要求1所述的多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，利用无向图确定无人机集群跟踪控制过程中各无人机之间的通信连接关系；

其中，表示无向图中节点的集合，表示无向边的集合，表示无向图的邻接矩阵；

若无人机可以收到无人机的通信信息，则，；否则，。

4.如权利要求3所述的多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，利用对角矩阵表示跟随无人机和领航无人机的连接关系，如果无人机能够收到领航无人机的通信信息，那么；否则，。

5.如权利要求4所述的多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，跟随无人机的协同一致性位置跟踪误差为：

。

6.如权利要求4所述的多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，跟随无人机的协同一致性速度跟踪误差为：

。

7.如权利要求1所述的多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，测量误差为：

；

其中，未知外界扰动的自适应律为：，是设计的正标量。

8.一种未知扰动下的高层消防多无人机滑模跟踪控制系统，执行权利要求1-7任一项所述的一种未知扰动下的高层消防多无人机滑模跟踪控制方法，其特征是，包括：

第一模块，用于建立扰动情形下无人机标称系统数学模型；

第二模块，用于确定在无人机集群跟踪控制过程中各无人机之间的网络通信拓扑结构；

第三模块，用于针对第个跟随无人机标称系统，根据网络通信拓扑结构，确定协同一致性位置跟踪误差和协同一致性速度跟踪误差；

第四模块，用于确定分布式积分型滑模面，构造未知扰动下单架无人机的自适应滑模跟踪控制律，从而控制跟随无人机跟踪领航无人机的位置和速度。