[发明专利]一种基于行为的多UUV自组织协调控制方法

权利要求书

1.一种基于行为的多UUV自组织协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建免疫网络与多UUV系统之间的映射关系，并定义：多UUV系统包括N个UUVx_k∈[x₁,x₂,···,x_N]，UUV基本行为动作为A_i∈[A₁,A₂,A₃]，敌方目标包括M个敌方入侵移动目标y_h∈[y₁,y₂,···,y_M]；

步骤2：根据Farmer独特型网络的动力学微分数学模型，构建和定义交互强度水平为：

式中，表示采取第i个基本行为动作A_i的第k个UUVx_k在t时刻的交互强度水平，表示采取第i个基本行为动作A_i的第k个UUVx_k在t时刻与多UUV系统中UUVx_k之间基本行为动作的激励与抑制水平；表示采取第i个基本行为动作A_i的第k个UUVx_k与敌方目标之间的刺激交互强度水平；C₃(x_i^k(t))表示采取第i个基本行为动作A_i的第k个UUVx_k在t时刻环境误差模型引起的随机误差干扰水平；表示采取第i个基本行为动作A_i的第k个UUVx_k在t时刻没有发生交互关系而引起的自然死亡率；

步骤3:通过计算的离散状态方程，实现基于免疫网络的多UUV自组织协调控制，具体离散状态方程为：

式中，t表示时间，k₂为常数用于控制自然死亡概率的大小。

2.根据权利要求1所述的基于行为的多UUV自组织协调控制方法，其特征在于，所述步骤1中构建免疫网络与多UUV系统之间的映射关系的具体对应方式为：

免疫网络与多UUV系统对应，将多UUV系统类比成免疫网络，其由多个UUV智能体模型构成，实现围捕敌方目标；

B淋巴细胞与UUV对应，将UUV类比成B淋巴细胞，其是一个具有免疫计算功能的智能体模型；

抗原与敌方目标对应，将敌方目标类比抗原，其是相对于多UUV系统以外的敌方目标；

抗体与UUV基本行为动作对应，将UUV针对敌方目标采取的基本行为动作类比抗体，通过UUV基本行为动作实现对敌方目标的围捕；

抗原刺激与敌方目标入侵刺激对应，将敌方目标入侵刺激类比抗原刺激，作为引起多UUV系统协调控制的外在诱因；

抗体浓度与基本行为动作交互强度对应，刻画行为动作需求量大小；

抗体激励与基本行为动作交互强度增强对应，表示需要更多的UUV进行协调合作，才能完成围捕任务；

抗体抑制与基本行为动作交互强度减弱对应，表示由于UUV有足够的能力完成围捕任务，抑制其他UUV前来协助，否则会造成资源冗余；

消除抗原与围捕敌方目标对应。

3.根据权利要求2所述的基于行为的多UUV自组织协调控制方法，其特征在于，步骤1中所述UUV基本行为动作A_i包括：航行巡逻A₁、感知探测A₂和趋向目标A₃，其中，所述航行巡逻A₁的具体行为动作是：UUV以分布式结构采取航行巡逻行为动作进行水下敌方目标的巡逻；

所述感知探测A₂的具体行为动作是：在探测范围内，UUV执行感知探测行为动作发现敌方目标，并通过广播形式将探测结果发送相邻UUV；

所述趋向目标A₃的具体行为动作是：在通信范围内，相邻UUV接受信息后，执行趋向敌方目标的动作，形成围捕态势，其余UUV继续执行航行巡逻行为动作。