【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及异构auv集群控制，尤其涉及一种异构auv集群一致性控制方法、装置、设备和介质。
技术介绍
1、海洋工程和科学研究领域，多水下自主航行器（auv）的协同集群控制技术因其在提高作业效率和降低能耗方面的显著优势而受到广泛关注。auv群组利用其分布式智能和集体协作的能力，在执行海洋资源勘探、海底设施维护、环境监测以及科学研究等任务时展现出卓越的性能，尤其是在广阔或复杂的海域环境中。然而，水下通信的限制，特别是信号衰减迅速、传输距离受限和易受多种因素干扰的特性，极大地限制了auv群组协同作业的效能和可靠性。传统的异构auv集群一致性控制方法往往依赖于稳定的通信网络，通过信息交换和协同控制实现auv之间的一致运动。然而，在弱通信条件下，通信的不稳定性和有限性会导致信息传递延迟、丢失或错误，影响了auv集群的协同性能和稳定性。
2、因此，急需提出一种异构auv集群一致性控制方法、装置、设备和介质，解决现有技术中存在的在弱通信条件下，通信的不稳定性和有限性会导致信息传递延迟、丢失或错误，影响了异构auv集群的协同性能和稳定性的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种异构auv集群一致性控制方法、装置、设备和介质，用以解决现有技术中存在的在弱通信条件下，通信的不稳定性和有限性会导致信息传递延迟、丢失或错误，影响了异构auv集群的协同性能和稳定性的技术问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种异构auv集群一致性控制方法，包括：
4、根据所述异构auv群组，得到一致性充分必要条件；
5、根据所述一致性充分必要条件，设置弱通信条件下所述异构auv群组的一致性控制协议；
6、根据预设增益矩阵和所述一致性控制协议，得到所述异构auv群组的目标增益矩阵，并根据所述目标增益矩阵对所述异构auv群组进行一致性控制。
7、在一种可能的实现方式中，所述构建异构auv群组，包括：
8、构建auv的标准二阶同构系统，并获取多个auv的基本数据；
9、根据所述标准二阶同构系统对每个auv的所述基本数据进行处理，得到异构auv群组。
10、在一种可能的实现方式中，所述根据所述异构auv群组，得到一致性充分必要条件，包括：
11、对所述异构auv群组进行转化，得到同构auv群组；
12、基于线性矩阵不等式技术对所述同构auv群组进行分析，得到一致性充分必要条件。
13、在一种可能的实现方式中，所述根据所述一致性充分必要条件，设置弱通信条件下所述异构auv群组的一致性控制协议，包括：
14、根据所述异构auv群组，确定领航艇和至少一个跟随艇，并设置所述领航艇与所述领航艇之间的通信结构；
15、根据所述通信结构，确定所述异构auv群组在运动时所述领航艇与所述领航艇满足的通信条件；
16、根据所述通信条件和所述一致性充分必要条件，设置弱通信条件下所述异构auv群组的一致性控制协议。
17、在一种可能的实现方式中，所述根据预设增益矩阵和所述一致性控制协议，得到所述异构auv群组的目标增益矩阵，包括：
18、根据所述一致性控制协议和所述预设增益矩阵，得到所述异构auv群组的初始增益矩阵；
19、基于riccati方程方法对所述一致性控制协议和所述预设增益矩阵进行验证，得到验证结果；
20、当验证结果满足预设条件时，确定所述初始增益矩阵为目标增益矩阵。
21、在一种可能的实现方式中，所述构建auv的标准二阶同构系统，包括：
22、将auv的重心作为载体坐标系的原点，建立载体坐标系和固定坐标系，并根据所述auv在所述载体坐标系下的运动过程，建立运动坐标系；
23、根据所述载体坐标系和所述固定坐标系，构建所述auv的六自由度运动模型；
24、根据所述运动坐标系和所述固定坐标系对所述六自由度运动模型进行转化，得到动态数学模型；
25、基于艇体平行坐标法对所述动态数学模型进行转化，得到线性状态空间模型；
26、对所述线性状态空间模型进行线性转化，得到标准二阶同构系统。
27、在一种可能的实现方式中，所述一致性控制协议具体为：
28、
29、式中，表示第个 auv，表示领航艇在 t时刻的控制函数，表示跟随艇在 t时刻的控制函数，和表示维数匹配的增益矩阵，为领航艇的状态，表示在时刻第个auv的参考运动状态，时表示该auv与领航艇之间存在通信，时表示与领航艇之间不存在通信，是系统邻接矩阵中的元素，为通信时延，，是已知的正常数。
30、另一方面，本专利技术还提供了一种异构auv集群一致性控制装置，包括：
31、群组构建模块，用于构建异构auv群组；
32、条件设置模块，用于根据所述异构auv群组，得到一致性充分必要条件；
33、协议设置模块，用于根据所述一致性充分必要条件，设置弱通信条件下所述异构auv群组的一致性控制协议；
34、一致性控制模块，用于根据预设增益矩阵和所述一致性控制协议，得到所述异构auv群组的目标增益矩阵，并根据所述目标增益矩阵对所述异构auv群组进行一致性控制。
35、另一方面，本专利技术实施例公开了一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述异构auv集群一致性控制方法实施例的各个步骤。
36、另一方面，本专利技术实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述异构auv集群一致性控制方法实施例的各个步骤。
37、本专利技术的有益效果是：构建异构auv群组；根据异构auv群组，得到一致性充分必要条件；根据一致性充分必要条件，设置弱通信条件下异构auv群组的一致性控制协议；根据预设增益矩阵和一致性控制协议，得到异构auv群组的目标增益矩阵，并根据目标增益矩阵对异构auv群组进行一致性控制；本专利技术通过一致性充分必要条件，设置了可以在弱通信条件下使异构auv群组可以进行一致性控制的一致性控制协议，一致性控制协议可以保持通信的稳定性，进而可以在通过预设增益矩阵和一致性控制协议对异构auv群组进行一致性控制时，不会出现信息传递延迟、丢失或错误的问题，提高了异构auv集群的协同性能和稳定性。
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1.一种异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，所述构建异构AUV群组，包括：
3.根据权利要求1所述的异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述异构AUV群组，得到一致性充分必要条件，包括：
4.根据权利要求1所述的异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述一致性充分必要条件，设置弱通信条件下所述异构AUV群组的一致性控制协议，包括：
5.根据权利要求1所述的异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，所述根据预设增益矩阵和所述一致性控制协议，得到所述异构AUV群组的目标增益矩阵，包括：
6.根据权利要求2所述的异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，所述构建AUV的标准二阶同构系统，包括：
7.根据权利要求1所述的异构AUV集群一致性控制方法，其特征在于，所述一致性控制协议具体为：
8.一种异构AUV集群一致性控制装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的异构AUV集群一致性控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种异构auv集群一致性控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的异构auv集群一致性控制方法，其特征在于，所述构建异构auv群组，包括：
3.根据权利要求1所述的异构auv集群一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述异构auv群组，得到一致性充分必要条件，包括：
4.根据权利要求1所述的异构auv集群一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述一致性充分必要条件，设置弱通信条件下所述异构auv群组的一致性控制协议，包括：
5.根据权利要求1所述的异构auv集群一致性控制方法，其特征在于，所述根据预设增益矩阵和所述一致性控制协议，得到所述异构auv群组的目标增益矩阵，包括：
6.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭璇，赵东明，杨海珂，曾广龙，方珩，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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