一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法

文档序号:36835370发布日期:2024-01-26 16:52阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:所述方法用于无人机和无人车的交会对接协同,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:步骤2中,无人机的状态约束和控制约束为

3.根据权利要求1所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:步骤2中,无人车的状态约束和控制约束为

4.根据权利要求1所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:步骤3中,事件触发条件为

5.根据权利要求4所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:θ满足,

6.根据权利要求4所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:当k=tl+nl时刻仍未达到触发条件,在k=tl+nl时刻重新求解优化问题。

7.根据权利要求1所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:步骤4中,自适应预测时域更新策略为

8.根据权利要求1所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:步骤5中,无人车以一定的轨迹行驶,控制包括每一时刻地面固定坐标系下无人车的水平面位置及期望航向角期望速度令无人车的期望状态量终端状态量设计无人车的目标代价函数,对无人车进行控制优化。

9.根据权利要求8所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:结合无人车的运动轨迹,在固定飞行路径角γ*的条件下,根据无人机和无人车的相对轨迹和绝对轨迹的关系,以及当前时刻无人机和无人车的状态信息进行实时更新,得到无人机的自适应预测轨迹,包括无人机每一时刻在地面固定坐标系下的水平面内的位置和飞行高度及设计期望路径角和航向角期望速度令固定翼无人机的期望状态量终端状态量设计无人机的目标代价函数,对无人机进行控制优化。

10.根据权利要求9所述的一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,其特征在于:当满足触发机制时,求解得到无人机和/或无人车的控制序列、状态序列和预测时域,采用控制序列的第一个元素,分别更新触发阈值的下界和上界及下一次触发时刻的预测时域;其余条件下,采用上一次触发时刻求解得到的控制序列中对应时刻的控制量;


技术总结
本发明涉及一种变时域事件触发交会对接协同预测控制方法,按欧拉法分别建立无人机和无人车的状态方程和观测方程的离散模型,建立对无人机和无人车的状态约束和控制约束,建立随状态变化自行调整触发阈值的自适应事件触发机制并定义自适应预测时域更新策略;控制无人车以一定的轨迹行驶,根据无人机和无人车运动过程的几何关系确定无人机的自适应预测轨迹,并控制无人机按该轨迹飞行,实现控制。本发明能够在有约束的条件下对固定翼无人机进行精确控制,对固定翼无人机和无人车进行协同控制,更加高效精确,无需每一时刻都求解优化问题,减少了计算时间;兼顾优化问题的可解性和尽可能减小预测误差,动态调整每一时刻的预测时域,减少计算负担。

技术研发人员:何德峰,徐斌,穆建彬
受保护的技术使用者:浙江工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/25
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