1.一种基于事件触发机制的多无人机时变编队控制器设计方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:将第i号无人机沿 三轴方向建立第i号无人机运动学模型,并将第i号无人机运动学模型整理成为第i号无人机运动学模型的二阶非线性模型;
步骤2:根据有向图理论建立多无人机的机间通信拓扑关系,获取无人机之间关于通信的联系参数;
步骤3:根据联系参数和规定的各无人机相对规划路径的期望距离,以编队中的各无人机达到指定位置,且速度达到一致为目标,设计第i号无人机编队分布式控制器;
步骤4:构建第i号无人机编队分布式控制器的事件触发条件,将满足事件触发条件的第i号无人机编队分布式控制器代入到第i号无人机运动学模型的二阶非线性模型,得到更新后的二阶非线性模型;
步骤5:将更新后的二阶非线性模型转化为n个无人机时变编队的二阶非线性模型;
所述第i号无人机运动学模型,计算公式如下:;
其中, 分别是 号无人机在 三个坐标轴的位置信息,分别代表 号无人机在 三个坐标轴的速度信息,分别代表 三个坐标轴的时间常数, 表示重力加速度, 表示 号无人机的质量;
分别表示在 三轴方向的控制输入;表示变量 的一阶导数;
所述第i号无人机运动学模型的二阶非线性模型,计算公式如下:;
其中 ,
;
所述第i号无人机编队分布式控制器,计算公式如下:;
其中, 表示第 架无人机编队分布式控制器,和 分别表示第 架无人机的位置和速度信息, 和 分别表示第 架无人机的位置和速度信息, 均为待设计的控制增益系数, 为第 架无人机的规划路径,若路径已知,则 ;若路径未知,则 代表第 架无人机的期望编队时变位置, 代表第 架无人机的期望编队时变位置, 表示第一联系参数,是无人机的数量;
所述第i号无人机编队分布式控制器的事件触发条件,计算公式如下:;
其中, 表示控制器的实时值与上一触发时刻控制输入之间的差值,即 ;
表示第 架无人机编队分布式控制器t时刻的输出,, 表示系数, 代表下确界函数;
所述更新后的二阶非线性模型,计算公式如下:;
其中, ,和 分别表示第 架无人机的位置和速度信息, 和 分别表示第 架无人机的位置和速度信息, 均为待设计的控制增益系数, 为第 架无人机的规划路径,若路径已知,则 ;若路径未知,则 代表第 架无人机的期望编队时变位置, 代表第 架无人机的期望编队时变位置, 表示第一联系参数,是无人机的数量;表示变量 的一阶导数;
所述n个无人机时变编队的二阶非线性模型,计算公式如下:;
其中 , 来表 示 的 向量 形式 , ,表示三
阶单位矩阵, 表示克罗内克积, 表示边的关联矩阵, 代表第三联系参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于事件触发机制的多无人机时变编队控制器设计方法,其特征在于:还包括,步骤6;
所述步骤6:将n个无人机时变编队的二阶非线性模型转化为基于生成边拉普拉斯矩阵的无人机编队模型,以基于生成边拉普拉斯矩阵的无人机编队模型稳定为目标,获取控制参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于事件触发机制的多无人机时变编队控制器设计方法,其特征在于:所述步骤2,具体包括如下步骤:步骤2.1:设置表示多无人机的机间通信拓扑关系的有向图 ;
步骤2.2:将有向图中的 代表多无人机, 表示有向图中所有节点,是无人机的数量;
步骤2.3:将有向图中的 代表边的关联矩阵,当 表示 号机获取到 号机的信息;
步骤2.4:将有向图中的 代表邻接矩阵,其中, ,获得第一联系参数 ,若, ,否则 ;
步骤2.5:根据有向图 的拉普拉斯矩阵 ,获得第二联系参数为邻接矩阵 的第 列之和;
步骤2.6:根据入射关联矩阵 ,信息传递的权重矩阵 ,获得第三联系参数 , 表示加权关联矩阵, ;
步骤2.7:根据 ,获得第四联系参数 、第五联系参数 ,其中 和 分别表示生成树和生成余树的边集,获得第六联系参数 , 表示有向边拉普拉斯矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种基于事件触发机制的多无人机时变编队控制器设计方法,其特征在于:所述步骤6,包括如下步骤:步骤6.1:根据n个无人机时变编队的二阶非线性模型,获得基于跟踪误差的无人机运动学模型,计算公式如下:;
其中, ;
步骤6.2:将基于跟踪误差的无人机运动学模型中的变量均左乘 ,得到基于有向边拉普拉斯矩阵的无人机编队模型,计算公式如下:;
其中, ;
步骤6.3:根据基于有向边拉普拉斯矩阵的无人机编队模型,获得基于生成边拉普拉斯矩阵的无人机编队模型,计算公式如下:;
其中, ;
其中, 为第三联系参数, 代表 阶零矩阵,代表 阶单位矩阵;
其中, 为第四联系参数、 为第五联系参数;
步骤6 .4:选取使基于生成边拉普拉斯矩阵的无人机编队模型满足的 并将 代入到n个无人机时变编队的二阶非线性模型。