基于積分LOS的多無人艇協(xié)同路徑跟蹤.pdf

1、水面無人艇( Unmanned Surface Vehicles）作為人類探索和開發(fā)海洋的有效工具有著無人化，智能化等特點，能夠替代人類完成危險性更高更復雜的任務，所以無人艇逐漸被民用和軍事領域所應用。近年來，隨著海洋科學技術的發(fā)展，無人艇的工作方式已經(jīng)由原來的單一作業(yè)方式發(fā)展為協(xié)同控制作業(yè)方式。多個無人艇協(xié)同合作可以完成單一個體無法完成的任務。因此，研究多個無人艇的協(xié)同路徑跟蹤控制問題具有重要的實際意義。
　　本文以欠驅(qū)動無人艇

2、作為研究對象，結(jié)合非線性系統(tǒng)理論、圖論、神經(jīng)網(wǎng)絡技術等理論工具?？紤]到系統(tǒng)中存在的不確定性、控制器結(jié)構(gòu)復雜性、狀態(tài)變量不可測、系統(tǒng)外部存在擾動等問題，本文的研究工作主要包括以下幾個方面:
　　第一，針對無人艇在洋流下的直線和曲線路徑跟蹤控制問題，采用了積分LOS導航律，設計了直線和曲線路徑跟蹤跟蹤控制器。Lyapunov穩(wěn)定性分析證明了閉環(huán)系統(tǒng)是半全局一致最終有界的。仿真結(jié)果表明了所給出控制算法的有效性。
　　第二，假定無人

3、艇控制器的參數(shù)是已知的情況下，針對多無人艇在行駛過程中的協(xié)同路徑跟蹤問題，采用了圖論法結(jié)合多智能體協(xié)同一致性算法。同時基于LOS導航律，通過自適應算法對控制系統(tǒng)中的未知導數(shù)進行估計，形成一種無人艇協(xié)同控制策略。仿真結(jié)果表明了所給出控制算法的有效性。
　　第三，針對無人艇控制器中參數(shù)未知的情況，利用積分LOS算法中可有效抵消洋流干擾的特點，通過神經(jīng)網(wǎng)絡對欠驅(qū)動無人艇的未知參數(shù)進行在線逼近。Lyapunov穩(wěn)定性分析證明了閉環(huán)系統(tǒng)是半