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改进规则下自适应神经网络的UUV水平面路径跟随控制
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:中南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014.9.26
  • 页码:3021-3028
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001, [2]东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040, [3]哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51179038,51109043); 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-10-0053); 中央高校基本科研业务资助项目(HEUCF1421002)
  • 相关项目:基于威胁遭遇概率估计的UUV非结构化决策与规划问题研究
中文摘要:

为实现无人水下航行器(UUV)在水动力参数变化和外界不确定干扰下的水平面路径跟随控制,提出一种基于Lyapunov方法的自适应神经网络控制方法。针对直线段航路交接处减速拐弯时位置控制精度较差的问题,提出利用圆弧连接的圆弧段路径的航向制导(LOS)来改进单纯直线段连接的航向制导,降低拐点处的跟踪误差。引入RBF神经网络来估计误差和海流干扰,设计自适应学习律来保证神经网络权值的最优估计,保证系统的位置误差和艏向误差收敛到零。仿真试验结果表明:设计的控制器在路径跟随过程中可有效抑制UUV载体的模型不确定性,对外界海流干扰有较好的抑制作用,且控制参数易于调节。

英文摘要:

In order to deal with the parameter variations and uncertainties during path following control with unmanned underwater vehicles, an adaptive neural network controller was designed using Lyapunov stability analysis. In order to eliminate the cross track error near the intersection which is a connection of two straight lines, an improved LOS law was proposed using straight lines linked with arcs. For the estimation error and current disturbance, the RBF neural network(NN) was introduced to estimate unknown terms where an adaptive law was chosen to guarantee optimal estimation of the weight of NN, when meanwhile a virtual control input was introduced to ensure that the system error, including position error and heading error, can be converged to 0. Simulation results demonstrate that the proposed controller, whose parameters can be set easily, is effective to eliminate the disturbances caused by vehicle's nonlinear and model uncertainty, and can overcome current.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:20874