基于智能预测控制的鱼雷状小型无人艇轨迹跟踪研究

作     者：翁昱 曾庆军 李维 李昂 戴晓强 WENG Yu;ZENG Qingjun;LI Wei;LI Ang;DAI Xiaoqiang

作者机构：江苏科技大学自动化学院江苏镇江212100 江苏科技大学计算机学院江苏镇江212100 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2024年第19卷第1期

页      面：158-168页

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11574120) 江苏省产业前瞻与共性关键技术资助项目(BE2018103) 

主　　题：无人艇 轨迹跟踪 智能预测控制 改进的粒子群算法 

摘      要：[目的]针对无人艇(USV)在狭窄湖泊、涵洞作业时存在精度保持难和航迹控制难的问题,以自主研制的一款鱼雷状小型USV为对象,提出一种轨迹跟踪智能预测控制方法。[方法]首先,构建自主研制的欠驱动USV非线性状态空间模型;然后,设计智能预测控制器,该控制器基于模型预测控制的设计思想并结合改进的粒子群算法,在线决策、优化每一时刻的性能指标并纠正预测状态;最后,开展仿真和湖试试验测试系统对参考轨迹的跟踪性能,并与线性模型预测控制器的跟踪性能进行比较。[结果]结果表明,所设计的智能预测控制器超调小、抗干扰性好。[结论]所提方法不仅能运用于鱼雷状小型USV跟踪系统,也能对其他USV跟踪系统起到很好的借鉴作用。