基于领航跟随法的多AUV编队控制算法研究

作     者：李娟 袁锐锟 张宏瀚 Li Juan;Yuan Ruikun;Zhang Honghan

作者机构：哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2019年第40卷第6期

页      面：237-246页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学青年基金(51609046) 水下机器人技术重点实验室研究基金(No.614221502061701)资助项目 

主　　题：自主水下机器人 路径跟踪控制 编队协调控制 滑模控制 

摘      要：针对已知路径下基于领航者的多自主水下机器人(AUV)编队队形控制问题,提出了一种AUV路径控制和编队协调控制相结合的新型编队控制器。其中,AUV的路径跟踪控制采用反步滑模控制器,将AUV位置、姿态和时变速度跟踪转化虚拟速度控制,使AUV能达到期望的位置、速度等,避免了反步控制中的奇异值问题,并能够很好实现不确定的模型的控制,同时又提高了跟随者协同定位精度;在路径跟踪控制基础上,编队协调控制器将领航者与跟随者的位置误差控制转化为跟随者的速度误差控制,使跟随者能快速达到期望位置,从而使所有AUV实现期望的队形并保持。仿真实验对该控制策略进行了可行性验证,结果表明,该算法提高了编队的响应速度、控制精度和稳定性;再应用3台AUV进行了湖上试验验证,证明了该控制策略的有效性,能有效应用到实际中。