基于自适应视距制导的无人潜航器三维协同路径跟踪控制

作     者：王浩亮 于德智 卢丽宇 张卫东 彭周华 

作者机构：大连海事大学轮机工程学院 上海交通大学电子信息与电气工程学院 大连市智能船艇集群控制与电气技术重点实验室 水路交通控制全国重点实验室 大连海事大学船舶电气工程学院 海南大学信息与通信工程学院 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0835[工学-软件工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：新一代人工智能国家科技重大专项(2022ZD0119902) 国家自然科学基金项目(52071044) 辽宁省自然科学基金计划(博士科研启动计划)(2023-BS-077) 中国博士后科学基金(2024M751980) 大连市基础重大项目(2023JJ11CG008) 水路交通控制全国重点实验室开放课题(SKLMTADMU2024Y3) 大连海事大学博联科研基金项目/中央高校基本科研业务费(3132023616) 

主　　题：自适应前视距离 三维视距制导 协同路径跟踪 自抗扰控制 无人潜航器 

摘      要：本文针对跟踪路径复杂、立体空间运动、模型参数动态变化、风浪流扰动下的多无人潜航器(Unmanned underwater vehicle, UUV)协同路径跟踪问题开展研究.首先,针对UUV跟踪复杂路径情形设计自适应前视距离策略,使得UUV可以更好地跟踪复杂水下路径.其次,针对立体空间运动的UUV集群,设计三维视距制导律和协同控制律引导UUV集群在三维空间中沿参数化路径运动.最后,针对模型参数动态变化、风浪流扰动影响下的UUV集群,设计自抗扰控制器实现对动态变化模型、总扰动信息和速度信息的统一估计,保证动力学控制的稳定性.仿真结果验证了所提基于自适应视距制导的无人潜航器三维协同路径跟踪控制方法的有效性.