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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：无人机集群鲁棒分布式固定时间二部包含控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立跟随者和领导者的动力学模型；S2、分别定义跟随者的位置和速度状态误差函数；S3、设计非奇异终端滑模面；S4、设计鲁棒分布式固定时间二部包含控制器；S5、给出系统收敛时间上界；S6、实现分布式固定时间二部包含控制：将控制器部署到跟随者中，使得所有跟随者能够在T内进入领导者们形成的凸包中。本发明解决了无人机集群二部一致性和包含控制结合存在的耦合问题，同时为了兼顾系统性能，引入固定时间控制使得系统在固定时间内完成二部包含控制。并且还考虑了系统外部扰动的存在，并采用非奇异终端滑模控制技术解决扰动问题，增强了系统的鲁棒性。

主权项：1.无人机集群鲁棒分布式固定时间二部包含控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立跟随者和领导者的动力学模型：无人机集群中包含N个跟随者无人机和M个领导者无人机，每个跟随者和领导者之间都有路径相连；跟随者的动力学模型为： 领导者的动力学模型为： 其中，xit、xjt分别为跟随者和领导者的位置状态，分别为xit、xjt的导数；vit、vjt分别为跟随者和领导者的速度状态，分别为vit、vjt的导数；g·为非线性函数，uit是控制输入；dit、djt分别指跟随者和领导者模型中的外部扰动，|dit|≤η1，|djt|≤η2；η1、η2均为正常数；S2、分别定义跟随者的位置和速度状态误差函数；跟随者的位置误差函数和速度状态误差函数分别为： 矩阵形式为： 其中，aij表示无人机集群网络拓扑中的邻接矩阵A中第i行第j个元素；signaij是符号函数，如果aij大于0则signaij＝1，如果aij小于0则signaij＝-1；无人机集群网络拓扑的拉普拉斯矩阵L分为：其中，将误差函数微分得到下式： 其中，G1t＝[gx1t,v1t,...,gxNt,vNt]T,ut＝[u1t,...,uNt]T,D1t＝[d1t,...,dNt]T，G2t＝[gxN+1t,vN+1t,…,gxN+Mt,vN+Mt]T,D2t＝[dN+1t,…,dN+Mt]T；S3、设计非奇异终端滑模面；S4、设计鲁棒分布式固定时间二部包含控制器；设计的鲁棒分布式固定时间二部包含控制器为： 其中c1、c2、c3是正常数；||||1表示1范数；γ1、γ2、ρ1、ρ2是正的常数；α和β为预设常数，0＜α＜1,β＞1，并且满足将xit,vit,dit,uit,sit分别用xi,vi,di,ui,si表示；在控制器8作用下，如果下述不等式成立，无人机集群1-2的固定时间包含控制的目标达成： 其中，o1和o2为常数，满足以下条件：存在一组系数κ1,...,κN，满足存在两个常数o1,o2＞0使得： fh,s、fyi,zi都是非线性函数，h为正常数；||||为二范数；S5、给出系统收敛时间上界；S6、实现分布式固定时间二部包含控制：将控制器部署到跟随者中，使得所有跟随者能够在T内进入领导者们形成的凸包中，即对于t＞T的任意时刻，跟随者均在领导者的凸包中。

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