领航-跟随水面无人船编队固定时间控制研究

发布时间：2024-04-16 01:46

　　随着无人船技术的快速发展,单船运动控制系统日趋成熟完善,并在军事和民用领域得到广泛的应用。然而,仅依靠单船的性能难以满足广阔水域的作业需求,多水面无人船的协同编队控制能够有效弥补单船作业的短板,从而提高执行复杂水域任务的能力,因此关于多无人船的编队控制研究具有巨大的研究价值和理论意义。本文针对无人船领航-跟随编队系统,采用协同轨迹跟踪控制方法,引入固定时间控制算法,提高无人船编队系统的跟踪控制收敛性能;考虑具有未知环境扰动和未建模动态的无人船编队系统跟踪控制问题,通过设计有限时间精准扰动观测器,实现复杂环境下的未知信息辨识与补偿,确保无人船领航-跟随编队的快速精准跟踪控制。具体研究内容如下:首先,针对多无人船领航-跟随编队系统的跟踪控制问题,提出基于反步技术的固定时间控制策略。该策略能够在固定时间内实现稳定的编队跟踪控制,具有良好的收敛性能,并且该固定时间的设定值能够不依赖无人船的初始状态得到。通过Lyapunov稳定性理论严格证明了设计算法的稳定性,仿真结果也进一步验证了控制策略的有效性。其次,针对环境未知扰动下领航-跟随无人船编队系统的跟踪控制问题,结合积分滑模技术,提出基于有限时...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３．２多无人船编队跟踪控制轨迹??Ｆｉｇ．?３．２?Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?ｏｆ?ＵＳＶｓ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ??

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图３．３各无人船位置跟踪曲线??Ｆｉｇ．?３．３?Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ＵＳＶ??

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图３．５各无人船位置跟踪误差曲线??Ｆｉｇ．?３．５?Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｅｒｒｏｒｓ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ＵＳＶ??－２０?－??

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图３．７领航船的控制输入曲线??Ｆｉｇ．?３．７?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｐｕｔｓ?ｏｆ?ｌｅａｄｅｒ?ＵＳＶ??－２１?－??

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本文编号：3956261