針對新型半潛式無人艇在導航航行過程中軌跡跟蹤誤差較大的問題,提出基于模型預測控制（MPC）的軌跡跟蹤控制方法.并建立新型半潛式無人艇的運動模型,基于實際參數(shù),構(gòu)建MPC目標函數(shù)和系統(tǒng)約束條件,將半潛式無人艇軌跡跟蹤問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)值問題;利用仿真軟件,對控制算法進行了仿真分析.利用衛(wèi)星定位設備進行了導航軌跡跟蹤試驗.仿真與試驗結(jié)果表明:基于MPC的軌跡跟蹤控制方法提高了半潛式無人艇的導航軌跡跟蹤精度,跟蹤精度比原有PID控制方法提高了50%左右. 

【文章來源】：全球定位系統(tǒng). 2020,45(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

半潛式無人艇運動模型

在半潛式無人艇進行導航軌跡跟蹤的過程中,首先根據(jù)半潛式無人艇的初始狀態(tài)(位置,航向角,速度),結(jié)合半潛式無人艇的預測模型得出系統(tǒng)的預測輸出;然后將預測輸出和參考軌跡的誤差值和系統(tǒng)約束參數(shù)結(jié)合目標函數(shù),求解出控制量;最后將控制量和外界干擾量共同作用到半潛式無人艇并保持一個控制周期,并將半潛式無人艇新的運動狀態(tài)輸入至預測模型中,完成一個周期內(nèi)的控制過程,基于MPC的半潛式無人艇導航軌跡跟蹤控制原理如圖2所示.為了使上述過程便于實施,首先對半潛式無人艇的狀態(tài)空間方程進行線性化和離散化,得到新的離散化狀態(tài)空間方程;然后結(jié)合新的離散化狀態(tài)空間方程、目標函數(shù)和系統(tǒng)約束,可將半潛式無人艇導航軌跡跟蹤問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)值問題進行求解.2.1 狀態(tài)方程線性化

在仿真過程中真實軌跡點(xs,ys)與參考軌跡點(xR,yR)之間的軌跡跟蹤誤差 d s = (x s -x R ) 2 +(y s -y R ) 2 ,仿真過程流程如圖3所示.3.2 仿真結(jié)果及分析

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]噴水推進無人艇六自由度運動建模與仿真研究[D]. 岳晉.大連海事大學 2016
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本文編號：3259095