基于领导跟随的欠驱动船舶编队跟踪控制

作     者：刘杨 刘美杰 LIU Yang;LIU Mei-jie

作者机构：大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028 大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026 长春师范大学初等教育学院吉林长春130031 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2013年第20卷第5期

页      面：980-983,989页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61074053) 交通运输部交通应用基础研究项目(2011-329-225-390) 

主　　题：欠驱水面动船舶 编队跟踪控制 非线性理论 Leader Follower方法 

摘      要：针对具有三自由度欠驱动水面船舶编队控制问题,提出一种基于领导跟随(Leader/Follower)结构的欠驱动水面船舶队形跟踪控制方法。当系统接收到队形控制指令,每个欠驱动水面船舶按照自己在编队中的角色进行控制,其中Leader根据任务中的队形指令完成航迹跟踪控制,而Followers则依据Leader的信息和航行中任务中的队形指令完成航迹跟踪控制。在航迹跟踪控制中,根据期望队形任务指令为每个船舶设计需要跟踪的参考路径和速度指令;基于Lyapunov理论和重定义输出方法设计非线性速度控制器和路径跟踪控制器跟踪设计路径和速度指令;稳定性分析证明了队形跟踪误差是一致最终稳定的。仿真结果表明船舶可以跟踪任意期望曲线队形,从而验证了方法的有效性。