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基于神经网络稳定自适应的欠驱动水面船舶编队控制方法
  • ISSN号:1671-1637
  • 期刊名称:《交通运输工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U661.33[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 作者机构:[1]大连海事大学信息科学技术学院,辽宁大连116026, [2]大连交通大学电气信息学院,辽宁大连116028
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61074053,61374114);交通运输部科技项目(2011 329 225 390);中央高校基本科研业务费专项资金项目(3132014321)
中文摘要:

考虑具有不确定动态和外界环境干扰的欠驱动水面船舶编队控制问题,提出一种基于领导/跟随和目标跟踪机制的神经网络稳定自适应控制方法。基于目标跟踪误差设计了运动学跟踪控制器,推导出跟踪误差的动力学方程,并利用自适应神经网络估计动力学方程中的不确定项,构造了神经网络稳定自适应动力学跟踪控制器。应用Lyapunov稳定性理论和串接系统稳定性定理设计了船舶控制器,并计算了自适应律,在线调整神经网络权值,保证编队控制闭环系统跟踪误差一致最终有界。以3艘船舶组成的编队为例,对控制方法进行了仿真验证。在曲率半径为3倍船长的圆形跟踪路径上,转向角误差小于15°,队形跟踪误差的F-范数小于1m;在直线跟踪路径上,转向角误差小于1°,队形跟踪误差F-范数小于0.1m。

英文摘要:

Considering the control problems of underactuated surface ship formation with uncertain dynamics and external environment disturbances,a stable adaptive neural network control method was proposed based on leader/follower method and target tracking mechanism.A kinematics formation tracking controller was presented based on target tracking error,the dynamics equations of tracking error were derived,adaptive neural network was used to estimate the uncertainties of dynamics equations,and a stable adaptive neural network dynamics tracking controller was constructed.The Lyapunov stability theory and the series-system stability theory were used to design ship control laws and calculate ship adaptive laws so as to online adjust the weights of neural network and ensure the formation tracking error of closed loop system uniformly ultimately bounded.The formation with three ships was as an example,and the control method was tested.On circular tracking path with the radius of curvature of three times of hull length,the steering angle error is less than 15°,and the F-norm of formation trackingerror is less than 1m.On straight tracking path,the steering angle error is less than 1°,and the F-norm of formation tracking error is less than 0.1m.Obviously,the method is reliable.4tabs,3figs,15refs.

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期刊信息
  • 《交通运输工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:长安大学
  • 主编:陈荫三
  • 地址:西安市南二环路中段
  • 邮编:710064
  • 邮箱:jygc@chd.edu.cn
  • 电话:029-82334388
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-1637
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1369/U
  • 邮发代号:52-195
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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