兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 184-196.doi: 10.12382/bgxb.2023.0417
丁文俊1,2, 张国宗1, 刘海旻3, 柴亚军1, 王驰宇1, 毛昭勇1,*()
收稿日期:
2023-05-14
上线日期:
2024-01-30
通讯作者:
基金资助:
DING Wengjun1,2, ZHANG Guozong1, LIU Haimin3, CHAI Yajun1, WANG Chiyu1, MAO Zhaoyong1,*()
Received:
2023-05-14
Online:
2024-01-30
摘要:
由欠驱动自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)编队组成的水下探测阵列具有响应快、机动性好、智能化程度高的特点。针对无速度信息传输的多AUV在海流和时延复合扰动下的编队控制问题,提出一种虚拟轨迹、轨迹预测、自适应反演滑模控制技术相结合的编队控制方法。使用领航者的位置信息和期望队形得到跟随者的参考轨迹,并引入虚拟轨迹使其与跟随者参考轨迹有限时间重合,从而得到跟随者的期望位置和速度。在此基础上,使用最小二乘法拟合轨迹曲线进行时延补偿,并通过自适应反演滑模控制技术完成海流干扰下的编队轨迹跟踪。理论分析和仿真结果表明,新方法具有可行性和有效性。
中图分类号:
丁文俊, 张国宗, 刘海旻, 柴亚军, 王驰宇, 毛昭勇. 面向海流扰动和通信时延的欠驱动AUV编队跟踪控制[J]. 兵工学报, 2024, 45(1): 184-196.
DING Wengjun, ZHANG Guozong, LIU Haimin, CHAI Yajun, WANG Chiyu, MAO Zhaoyong. Tracking Control of Underactuated Autonomous Underwater Vehicle Formation under Current Disturbance and Communication Delay[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(1): 184-196.
[1] |
|
[2] |
doi: 10.1109/JOE.2002.808203 URL |
[3] |
|
[4] |
doi: 10.1109/JSYST.2020.3011833 URL |
[5] |
刘丽萍, 王红燕. 基于海流观测的欠驱动AUV自适应反演滑模轨迹跟踪[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版), 2020, 53(7):745-753.
|
|
|
[6] |
王金强, 王聪, 魏英杰, 等. 未知海流干扰下自主水下航行器位置跟踪控制策略研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(3):583-591.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.03.018 |
|
|
[7] |
|
[8] |
盛亮, 邱志明, 于邵祯, 等. 自主水下航行器多终点航路规划的距离正则化混合水平集算法研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(4):750-762.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.04.014 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.04.014 |
|
[9] |
doi: 10.1016/j.oceaneng.2021.109891 URL |
[10] |
李娟, 王佳奇, 丁福光. 基于反馈线性化的AUV三维轨迹跟踪滑模控制[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2022, 43(3):348-355.
|
|
|
[11] |
doi: 10.1016/j.apor.2021.102638 URL |
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
doi: 10.3390/jmse10070920 URL |
[15] |
|
[16] |
|
[17] |
徐博, 王朝阳, 王潇雨, 等. 通信随机时滞条件下基于分布式模型预测的AUV编队控制[J]. 控制与决策, 2023, 38(5):1363-1372.
|
|
|
[18] |
|
[19] |
doi: 10.1016/j.oceaneng.2015.06.034 URL |
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
崔荣鑫, 徐德民, 严卫生. 仅利用位置信息的自主水下航行器主从式编队控制方法[J]. 兵工学报, 2008, 29(8):980-984.
|
|
|
[23] |
|
[24] |
doi: 10.1007/s00773-018-0534-6 |
[1] | 朱小婷,张君,王璐,陈志菲,鲍明,王翊. 基于小波奇异特征约束的期望最大时延估计算法[J]. 兵工学报, 2024, 45(4): 1108-1116. |
[2] | 刘望生, 潘海鹏, 王明环. 多特征下室内声源定位的复合模型粒子滤波[J]. 兵工学报, 2024, 45(3): 975-985. |
[3] | 李曹妍, 郭振川, 郑冬冬, 魏延岭. 基于分布式模型预测控制的多机器人协同编队[J]. 兵工学报, 2023, 44(S2): 178-190. |
[4] | 张建库, 王迪, 王睿, 张龙飞, 张泽宇. 相同时变时延条件下的卫星协同编队方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(S2): 133-138. |
[5] | 张家闻, 房浩霖, 李家旺. 基于复杂约束条件的欠驱动AUV三维路径规划[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1407-1414. |
[6] | 丁洪伟, 陆旭, 杨志军, 保利勇, 柳虔林. 基于现场可编程逻辑门阵列的多优先级改进型载波感知多址协议在Ad Hoc网络中的实现和性能[J]. 兵工学报, 2020, 41(9): 1837-1847. |
[7] | 邸青, 周竞烨, 方凯, 姚佳琪, 李家旺. 基于模型参数不确定的欠驱动非对称自主水下航行器全局镇定控制研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(5): 950-957. |
[8] | 王乐宁, 喻敏, 姚直象, 张晓亮. Hermite分数时延滤波器在声纳信号源仿真逆波束形成中的应用[J]. 兵工学报, 2019, 40(7): 1460-1467. |
[9] | 李小民, 毛琼, 甘勤涛, 杜占龙. 有界变化时滞和联合连通拓扑条件下的分布式无人机编队飞行控制策略[J]. 兵工学报, 2019, 40(6): 1179-1189. |
[10] | 卫恒, 吕强, 刘扬, 林辉灿, 梁冰. 基于状态切换的分布式多机器人编队控制[J]. 兵工学报, 2019, 40(5): 1103-1112. |
[11] | 潘无为, 姜大鹏, 庞永杰, 李岳明, 张强. 人工势场和虚拟结构相结合的多水下机器人编队控制[J]. 兵工学报, 2017, 38(2): 326-334. |
[12] | 江梦洁, 李家旺, 吕艳芳, 周家炜, 黄汉涛. 饱和输入限制下欠驱动自主水下航行器水平面航迹跟踪控制[J]. 兵工学报, 2017, 38(11): 2207-2213. |
[13] | 朱明强, 侯建军, 刘颖, 李旭, 田洪娟. 适于无线传感网络目标追踪的一种改进无迹粒子滤波时延差估计算法[J]. 兵工学报, 2015, 36(7): 1266-1272. |
[14] | 薛瑞彬, 宋建梅, 张民强. 具有时延及联合连通拓扑的多飞行器分布式协同编队飞行控制研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(3): 492-502. |
[15] | 王燕, 邹男, 付进, 梁国龙. 基于同态滤波技术的水下目标运动参数估计[J]. 兵工学报, 2014, 35(7): 1045-1051. |
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