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全驱动式自主水下航行器有限时间编队控制
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP243[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]国家海洋监测设备工程技术研究中心,山东青岛266001, [2]山东省海洋环境监测技术重点实验室,山东青岛266001, [3]山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001, [4]青岛理工大学琴岛学院,山东青岛266100
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61074092); 山东省自然科学基金资助项目(ZR2012FL18); 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室开放基金资助项目(201308);; 海洋公益性项目资助项目(201005025-1); 青岛市科技发展计划资助项目(13-1-4-172-jch); 山东省科学院科技发展计划资助项目(201244); 国际科技合作项目资助项目(2011DFR60810)
中文摘要:

为了研究了全驱动式自主水下航行器有限时间编队控制问题。针对多AUV编队控制过程中的可变通信拓扑情形,首先通过预定义AUV间的通信距离,将多AUV系统建模为通信拓扑可变系统。其次对AUV三维运动学和动力学进行建模;为实现多AUV编队控制的有限时间控制,提出一种有限时间的二阶一致性控制算法,对AUV的速度(线速度和角速度)和位置(平移和角度)进行一致性协同控制,利用一致性协同后的速度量和位置量以及各AUV的动力学方程,求解各AUV的推力和推力矩。最后通过对可变通信拓扑情形下的多AUV编队控制进行了数值仿真,验证了所提有限时间编队控制策略的有效性。

英文摘要:

In order to study the finite-time control of the full-actuated AUV formation,formation control of the fullactuated autonomous underwater vehicles( AUVs) was investigated. The multi-AUV formation system was modeled as a system with variable communication topologies by predefining the communication ranges among AUVs. Next,the kinematics and dynamics equations were modeled. A finite-time consensus algorithm for second-order system was proposed and the consensus on velocities of AUV( linear velocity and angular velocity) and positions( displacement and angles) were carried out. The velocities and positions based on consensus control were substituted into the dynamics equations of every AUV,so the thrust and thrust torque were obtained in three-dimension space.This paper demonstrated the effectiveness of the proposed formation control for multiple AUVs with constraints on variable communication.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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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