UUV近岸作業(yè)的自主行為優(yōu)化控制方法研究.pdf

1、無人水下航行器(Unmanned underwater vehicle, UUV)是機器人領(lǐng)域研究的熱點方向，而無人水下航行器自主控制系統(tǒng)是該方向設(shè)計中最重要的一個環(huán)節(jié)。無人水下航行器的自主控制系統(tǒng)可以被定義為一個多元的系統(tǒng)，它的主要功能就是在保障航行器安全航行的前提下為航行器提供決策能力，從而完成指定的任務(wù)。無人水下航行器決策能力的大小也可以用自主能力來表示，因此，自主能力是無人系統(tǒng)最基本、最重要的標志。采用基于行為的思想來設(shè)計無人水

2、下航行器的自主控制系統(tǒng)是提升無人水下航行器自主能力的重要方法，本文主要針對無人水下航行器單元行為的建模方法、單元行為的協(xié)調(diào)方法、任務(wù)協(xié)調(diào)的優(yōu)化策略三方面進行以下研究：
　　首先，從無人水下航行器的單元行為入手，采用行為動力學方法分析無人水下航行器單元行為的建模過程，建立了趨向目標行為、避障行為和避碰行為模型，根據(jù)行為動力學場理論完成行為貢獻的疊加。
　　其次，介紹粒子群算法的基本概念，詳細描述了粒子群優(yōu)化算法的原理和步驟，設(shè)

3、計了基于粒子群算法的無人水下航行器單元行為融合的方法，并利用該方法實現(xiàn)了無人水下航行器的單元行為協(xié)調(diào)，通過仿真總結(jié)了行為動力學模型參數(shù)和粒子群算法參數(shù)的影響規(guī)律，在多種突發(fā)事件和非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境下驗證了行為動力學建模的正確性和粒子群算法實現(xiàn)行為融合的有效性。
　　再次，針對無人水下航行器自主控制系統(tǒng)的任務(wù)層，建立了近岸作業(yè)下無人水下航行器子任務(wù)和事件的優(yōu)先級，通過 Petri網(wǎng)對任務(wù)協(xié)調(diào)模塊的建模實現(xiàn)了任務(wù)協(xié)調(diào)的優(yōu)化策略。