[发明专利]一种无人机集群飞行中有限交互情形下的协同控制方法

权利要求书

1.一种无人机集群飞行中有限交互情形下的协同控制方法，包括：

S1.确定信息无人机用于对周围普通无人机进行协同控制的输入输出变量和语言值，并依据专家经验法得出所述输入输出变量与所述语言值之间的隶属度函数；其中，所述输入输出变量包括：输入变量和输出变量，所述语言值包括：输入语言值和输出语言值；

S2.基于所述输入输出变量和所述语言值，设计所述无人机协同控制方案，以及基于Mamdani法对所述无人机协同控制方案进行模糊推理；

S3.将完成的所述无人机协同控制方案和所述隶属度函数导入所述信息无人机；

S4.所述信息无人机采集周围所述普通无人机的实时状态以获取实时的输入语言值，且基于实时的所述输入语言值和所述无人机协同控制方案确定出用于对周围所述普通无人机进行协同控制的输出语言值；

S5.所述信息无人机采用重心法并基于所述隶属度函数对确定出的所述输出语言值进行去模糊化处理，生成包含有精确值的所述输出变量；

S6.所述信息无人机基于所述输出变量所包含的精确值改变所述信息无人机的通信覆盖范围，用以对周围处于所述通信覆盖范围内的所述普通无人机进行协同控制。

2.根据权利要求1所述的协同控制方法，其特征在于，所述无人机协同控制方案采用模糊控制规则表。

3.根据权利要求2所述的协同控制方法，其特征在于，步骤S1中，确定信息无人机用于对周围普通无人机进行协同控制的输入输出变量和语言值的步骤中，根据所述信息无人机周围的所述普通无人机和所述信息无人机的通信范围分别对所述输入变量和输出变量进行确定；其中，所述输入变量包括实际交互数量n_l和混乱程度σ_con；所述输出变量为所述信息无人机的通信半径系数c_r。

4.根据权利要求3所述的协同控制方法，其特征在于，所述混乱程度σ_con采用以下公式获得：

其中，N_IU为通信范围可以覆盖信息无人机的无人机集合，θ_i指的是普通无人机的运动方向，θ^IU是信息无人机的运动方向。

5.根据权利要求4所述的协同控制方法，其特征在于，所述输入语言值包括：用于对所述实际交互数量n_l进行分级的第一输入语言值，用于对所述混乱程度σ_con进行分级的第二输入语言值；

步骤S1中，确定信息无人机用于对周围普通无人机进行协同控制的输入输出变量和语言值的步骤中，包括：

采用多个所述第一输入语言值对所述实际交互数量n_l进行分级表示，并获取相应的论域；

采用多个所述第二输入语言值所述混乱程度σ_con进行分级表示，并获取相应的论域；

采用多个所述输出语言值对所述通信半径系数c_r进行分级表示，并获取相应的论域。

6.根据权利要求5所述的协同控制方法，其特征在于，步骤S1中，依据专家经验法得出所述输入输出变量与所述语言值之间的隶属度函数的步骤中，包括：

基于对所述实际交互数量n_l，所述混乱程度σ_con和所述通信半径系数c_r的语言值和所述论域进行关联计算获取所述隶属度函数。

7.根据权利要求6所述的协同控制方法，其特征在于，采用三个所述第一输入语言值对所述实际交互数量n_l进行分级表示，其中，三个所述第一输入语言值分别为：少、中、多；

采用三个所述第二输入语言值所述混乱程度σ_con进行分级表示，其中，三个所述第二输入语言值分别为：低，中，高；

采用三个所述输出语言值对所述通信半径系数c_r进行分级表示，其中，三个所述输出语言值分别为：小，中，大；

步骤S2中，所获得的所述模糊控制规则表则表示为：

8.根据权利要求7所述的协同控制方法，其特征在于，步骤S5中，所述信息无人机采用重心法并基于所述隶属度函数对确定出的所述输出语言值进行去模糊化处理，生成包含有精确值的所述输出变量的步骤中，取所述隶属度函数的曲线与横坐标围成面积的重心为所述输出变量的值。