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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明提供了一种基于弹性重要度的无人机编队重构方法，其具体步骤如下：步骤1：获取当前编队中各个无人机的相对位置和运动信息，并根据当前编队中的通信关系得到编队的拓扑结构；步骤2：结合多无人机编队的任务需求，评估系统面向任务的性能和弹性；步骤3：依据控制优化模型评估所有节点处无人机的弹性重要度；步骤4：基于弹性重要度设计多无人机编队的重构目标结构；步骤5：根据与步骤3中相同的参数控制优化模型，确定无人机运动轨迹。本发明针对多无人机编队系统，发明了一种无人机的重要度评估方式，可用于定量衡量不同节点无人机对系统弹性的贡献度；以此为基础，本发明给出了在面对扰动时，多无人机编队的重构目标结构的确定方式，结合控制优化模型实现多无人机编队的弹性提升。

主权项：1.一种基于弹性重要度的无人机编队重构方法，其特征在于，包括：步骤1：获取当前编队中各个无人机的相对位置和运动信息，并根据当前编队中的通信关系得到编队的拓扑结构；步骤2：结合多无人机编队的任务需求，评估系统面向任务的性能和弹性；步骤3：计算所有节点处无人机的弹性重要度；其特征在于，多无人机编队的性能是各个无人机状态的函数，则vi处无人机的恢复与否对系统性能造成的影响可计算为： 若xit＝1表示节点i处的无人机正常工作，xit＝0表示节点i处的无人机处于故障状态，其中tr和td分别表示重构开始与结束的时刻，Pt表示任意t时刻的系统性能，则无人机系统恢复的总性能可计算为： 基于系统的性能变化，计算不同节点处的无人机弹性重要度： V表示所有节点处无人机构成的集合，因为无人机弹性重要度考虑了重构恢复过程，即整体性能恢复水平，则可以通过比较所有无人机的恢复重要度Ii，分析系统恢复性，则max{Ii,i＝1,2,..,n}表示对无人机系统恢复性影响最大的无人机；步骤4：基于弹性重要度设计多无人机编队的重构目标结构；其特征在于，利用无人机弹性重要度确定编队重构目标结构的具体步骤如下：Step1：寻找弹性重要度小于节点vj的所有节点，并按该指标从小到大进行排序形成集合Ω＝{vm|Im＜Ij}，且m∈{1,2,...,n}；Step2：如果Ω≠Φ，则在集合Ω中寻找节点vk满足Ik＝min{Im|vm∈Ω}；Step3：判断节点vk处的无人机移动至被破坏节点vj处是否能够成为一种有效修复方式，如果可以则将这一移动方式成为修复方案；否则，从集合Ω中剔除节点vk并返回Step1；Step4：若集合为空，则当前编队结构即为目标结构，目标结构确定过程结束；同时，Step3中判断能否成为一种合理的恢复方案需要判断该移动会不会造成拓扑分割现象，即判断是否会产生离群无人机，防止由于距离因素不能与编队中其他无人机进行有效通信而导致无法参与任务的执行；步骤5：依据无人机编队的重构目标结构进行移动，完成无人机重构过程。

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