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申请/专利权人：南京信息工程大学

摘要：本发明涉及一种基于事件触发的异构无人机集群控制方法，适用于低成本及数量大的编队系统，基于欧拉‑庞卡莱方程建立无人机的动力学模型，对无人机进行受力分析，同时，选取了适当的李雅普诺夫函数计算证明该系统是渐进稳定的，以往的技术多用于理想情况下参数完全相同的少量四旋翼无人机系统，因此针对多任务需求及实际情况，本发明设计中该编队方法是分布式的，不存在中心控制节点，通信是在集群中进行的，故不存在与地面站通信距离限制等问题，相比于以往技术，该集群中使用的无人机成本低廉且在同一有限带宽的情况下，该集群能够容纳更多架无人机进行编队任务。

主权项：1.一种基于事件触发的异构无人机集群控制方法，其特征在于：基于异构编队中各无人机上分别所设状态观测器，结合各无人机上的水平位置控制器、高度控制器、姿态控制器，以及各无人机之间的拓扑通信，实现对各类型无人机的集群控制；其中，基于异构编队中被控无人机接收期望目标坐标位置、以及异构编队中其余各无人机分别根据被控无人机实际坐标位置所对应接收期望目标坐标位置，异构编队中各个无人机分别以接收作为触发，执行如下步骤：步骤A.通过状态观测器获得无人机对应大地坐标系的空间实际坐标xs,ys,zs，以及对应实际滚转角、实际俯仰角、实际偏航角的实际姿态角向量，然后进入步骤B；步骤B.由状态观测器判断无人机所对应空间实际坐标xs,ys,zs、以及实际姿态角向量，相较期望目标坐标位置xd,yd,zd，是否满足预设触发阈值事件，是则进入步骤C；否则返回步骤A；步骤C.水平位置控制器接收期望目标坐标位置xd,yd,zd中的水平位置坐标xd,yd、以及无人机接受控制对应大地坐标系水平方向上X轴、Y轴的反馈加速度据此应用相应执行器，针对无人机进行水平位置进行控制，并获得无人机对应大地坐标系水平方向上X轴、Y轴的加速度同时，高度控制器接收期望目标坐标位置xd,yd,zd中的高度位置坐标zd、以及无人机接受控制对应大地坐标系水平方向上Z轴的反馈加速度据此应用相应执行器，针对无人机进行高度位置进行控制，并获得无人机对应大地坐标系高度方向上Z轴的加速度然后进入步骤D；步骤D.根据无人机对应大地坐标系高度方向上Z轴的加速度执行升力反解算，获得无人机所对应的垂直高度控制量U1，然后进入步骤E；步骤E.根据无人机对应大地坐标系水平方向上X轴、Y轴的加速度以及无人机所对应的垂直高度控制量U1，执行姿态反解算，获得无人机所对应的滚转角期望值φd、俯仰角期望值θd、偏航角期望值ψd，然后进入步骤F；步骤F.姿态控制器接收无人机所对应的滚转角期望值φd、俯仰角期望值θd、偏航角期望值ψd，以及无人机接受控制所对应的滚转角角加速度反馈俯仰角角加速度反馈偏航角角加速度反馈据此针对无人机进行姿态角控制，并获得无人机所对应的滚转控制量U2、俯仰控制量U3、偏航控制量U4，然后进入步骤G；步骤G.根据无人机所对应的垂直高度控制量U1、滚转控制量U2、俯仰控制量U3、偏航控制量U4，结合无人机所对应的实际姿态角向量φ,θ,ψ，应用无人机所对应的系统状态方程，获得无人机接受控制对应大地坐标系X轴、Y轴、Z轴的反馈加速度以及滚转角角加速度反馈俯仰角角加速度反馈偏航角角加速度反馈并返回步骤C。

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