中國人民解放軍國防科技大學余楊廣獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國人民解放軍國防科技大學申請的專利一種基于領導者-跟隨者的無人機編隊安全優化控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118915815B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410828872.0,技術領域涉及:G05D1/695;該發明授權一種基于領導者-跟隨者的無人機編隊安全優化控制方法是由余楊廣;顏佳潤;駱科燚;賀光;王祥科;習業勛;閔潔設計研發完成,并于2024-06-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于領導者-跟隨者的無人機編隊安全優化控制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于領導者?跟隨者的無人機編隊安全優化控制方法,包括:步驟S01:在領導者?跟隨者編隊控制結構下,構建無人機編隊;步驟S02:將跟隨者無人機的編隊跟蹤動力學模型化為積分器模型,在積分器模型中引入速度指令飽和函數,將底層未知的指令跟蹤誤差表現為模型中的不確定項;步驟S03:設立最優控制問題,考慮無人機的實際速度限制,通過引入哈密頓量和哈密頓?雅克比?貝爾曼方程,求解得到考慮速度約束的最優控制策略;步驟S04:應用自適應動態規劃算法,對速度限制和指令跟蹤誤差的自適應補償。本發明具有原理簡單、適用范圍廣、安全性能高等優點。
本發明授權一種基于領導者-跟隨者的無人機編隊安全優化控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于領導者-跟隨者的無人機編隊安全優化控制方法,其特征在于,包括: 步驟S01:在領導者-跟隨者編隊控制結構下,構建無人機編隊;其中領導者無人機依據預設或實時規劃的飛行航線飛行,跟隨者無人機依據領導者無人機的狀態信息調整自身飛行姿態,以維持編隊內的相對位置; 步驟S02:將跟隨者無人機的編隊跟蹤動力學模型化為積分器模型,在積分器模型中引入速度指令飽和函數,將底層未知的指令跟蹤誤差表現為模型中的不確定項; 步驟S03:設立最優控制問題,考慮無人機的實際速度限制,通過引入哈密頓量和哈密頓-雅克比-貝爾曼方程,求解得到考慮速度約束的最優控制策略; 最優控制問題為: 其中,,,; 定義最優值函數為: 其中,為所有可行控制律的集合; 接著,對上述最優控制問題,定義系統的哈密頓量為: 其中,為對的偏導數; 則最優值函數滿足哈密頓-雅克比-貝爾曼方程: 通過對上式求導,得到系統的最優控制律為: 將上式帶入哈密頓-雅克比-貝爾曼方程得: 求解上述哈密頓-雅克比-貝爾曼方程即可得到最優的虛擬速度指令,但該方程高度非線性,且存在未知項,因此難以直接解析求解,下面采用自適應動態規劃算法進行求解; 步驟S04:應用自適應動態規劃算法,基于無人機仿真及實際飛行數據,通過神經網絡訓練過程,迭代學習并更新控制律參數,對速度限制和指令跟蹤誤差的自適應補償。
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