南京邮电大学韦自强获国家专利权
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龙图腾网获悉南京邮电大学申请的专利一种基于有向拓扑和数据包丢失补偿机制的无人机编队分布式协同跟踪控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115729267B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211527216.4,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种基于有向拓扑和数据包丢失补偿机制的无人机编队分布式协同跟踪控制方法是由韦自强;李清远;阿布都赛米·阿布都克力木;陆音;熊师洵;蒋凌海;朱斌设计研发完成,并于2022-12-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于有向拓扑和数据包丢失补偿机制的无人机编队分布式协同跟踪控制方法在说明书摘要公布了:一种基于有向拓扑和数据包丢失补偿机制的无人机编队分布式协同跟踪控制方法,将图论思想引入至无人机编队协同控制中,建立传输数据包丢失下具有丢包补偿机制的无人机编队跟踪误差方程及协同控制模型并提出分布式控制策略。同时结合模型预测控制技术与理论得到稳定性条件,利用稳定性条件求解得到实现无人机编队稳定的控制序列,使无人机编队具备丢包补偿性能的同时能够达到一致稳定。
本发明授权一种基于有向拓扑和数据包丢失补偿机制的无人机编队分布式协同跟踪控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于有向拓扑和数据包丢失补偿机制的无人机编队分布式协同跟踪控制方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤: 步骤1,将无人机编队中的所有无人机分为领航者和跟随者,并利用有向拓扑网络使跟随者和领航者之间保持交互关系; 步骤2,设定领导者和跟随者的状态方程以及无人机的编队向量,结合有向拓扑网络的邻接矩阵,得到领导者和跟随者之间的跟踪误差方程; 步骤3,基于无人机编队中的丢包情况,建立数据丢包补偿机制; 步骤4,结合丢包补偿机制,建立跟随者无人机的控制输入方程,并得到带有丢包补偿的跟踪误差方程; 步骤5,使用改进后的模型预测控制算法对处于丢包状态的无人机进行补偿; 步骤5中,得到带有丢包补偿的跟踪误差方程: 基于每个所述领导者的状态x0k,跟随者状态xik构建领导者和跟随者之间的跟踪误差方程eik,并对其进行增广得到无人机编队间领导者和跟随者的状态误差系统方程: 其中,IN为N维单位矩阵,表示克罗内克积, 步骤6,建立所述无人机编队间领导者和跟随者的状态误差系统方程并构建成本函数; 步骤6中,建立所述无人机编队间领导者和跟随者的状态误差系统方程并构建成本函数: 其中,E{·}表示数学期望,表示在k时刻预测时刻含有丢包补偿的跟踪误差状态,表示在k时刻预测时刻的控制输入调节项;V和Y是正定加权矩阵,且V=I2N×2N,Y=IN×N;如果n趋于无穷,成本函数Jk将趋于一致稳定; 步骤7,分别对每个无人机的跟踪误差进行分析,获得状态空间方程; 步骤7中,根据所述带有丢包补偿的跟踪误差预测向量,对其分析如下: … 定义增广向量: 则增广向量写成如下形式: 其中,diag{·}表示对角矩阵, 步骤8,求解成本函数的最小值,当成本函数趋于最小值时,无人机编队实现一致稳定。
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