發(fā)布時(shí)間：2022-01-06 06:44

　　無人水面艇（簡稱無人艇）作為一種海上智能運(yùn)動(dòng)平臺(tái),近年來在民用、軍用和海岸建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。編隊(duì)運(yùn)動(dòng)控制是多無人艇系統(tǒng)協(xié)作的一個(gè)典型問題,是實(shí)現(xiàn)無人艇水面協(xié)同作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。編隊(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能是控制器設(shè)計(jì)中需要考慮的重要指標(biāo)。預(yù)設(shè)性能控制（prescribed performance control,PPC）是保證控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能的一種有效的方法。PPC技術(shù)是指設(shè)計(jì)一個(gè)控制器使得閉環(huán)控制系統(tǒng)的編隊(duì)誤差收斂到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的允許范圍內(nèi),并且保證誤差的收斂速度比預(yù)設(shè)的速度更快,超調(diào)量比預(yù)設(shè)的值更小,即要求暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能同時(shí)得到滿足,以提高控制系統(tǒng)的性能為目標(biāo)。因此研究多無人水面艇編隊(duì)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)性能控制具有重要的實(shí)際價(jià)值和理論意義。本論文主要基于圖論法、Lyapunov穩(wěn)定性理論、對(duì)數(shù)障礙Lyapunov函數(shù)（logarithmic barrier Lyapunov function,LBLF）、backstepping設(shè)計(jì)方法、動(dòng)態(tài)面控制（dynamic surface control,DSC）技術(shù)等工具,研究多個(gè)不確定無人艇編隊(duì)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)性能控制問題。主要研究... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國Spartan無人艇

且誤差滿足預(yù)先指定的收斂速度并小于某個(gè)指定的超調(diào)量，即確�？刂葡到y(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能同時(shí)得到滿足。因此，在系統(tǒng)模型不確定和外部未知擾動(dòng)存在的情況下，研究多無人水面艇編隊(duì)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)性能控制十分具有挑戰(zhàn)性，同時(shí)也具有重要的理論研究價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。1.2 無人水面艇的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀無人水面艇技術(shù)最早可追溯至二戰(zhàn)時(shí)期，當(dāng)時(shí)美軍通過遠(yuǎn)程操控?zé)o人水面艇上架設(shè)的槍炮和炸彈對(duì)敵軍進(jìn)行攻擊[3-5]，雖然相比于智能水下機(jī)器人（unmanned underwatervehicle,UUV）、無人機(jī)（unmannedaerialvehicle, UAV）和無人車（unmannedgroundvehicleUGV）來說起步稍晚，但隨著科技發(fā)展和智能化程度的提高，近 30 多年來卻發(fā)展迅猛，并廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域，且以美國和以色列為首的國家一直處于無人水面艇研發(fā)和使用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

第一章 緒論同樣在無人水面艇研發(fā)技術(shù)上處于世界領(lǐng)先地位的以色列，其國防部在 2003 年研發(fā)出了極具代表性的如圖 1-2 所示的“保護(hù)者”（Protector）。設(shè)計(jì)該艇的主要目的在于保護(hù)人員，避免不明船艦襲擊造成的傷亡。由于艇身裝備有光電吊艙、紅外傳感器和導(dǎo)航雷達(dá)等，因此該艇可在極端惡劣天氣下用于傳輸數(shù)據(jù)和圖像等，并能晝夜執(zhí)行水雷戰(zhàn)、反恐和精確打擊等作戰(zhàn)任務(wù)。在 2005 年，以色列 Elbit 公司又研制出了“Stingray”，用于智能巡邏等任務(wù)。隨后，以色列又研發(fā)了“海星”和“KATANA”等無人水面艇。其他國家關(guān)于無人水面艇的研發(fā)更側(cè)重于民用領(lǐng)域，如英國 Plymouth 大學(xué) MIDAS科研小組研發(fā)的“Springer”主要在內(nèi)河和沿海等淺水區(qū)感知環(huán)境信息和探測(cè)污染物；日本的 Yamaha 公司研發(fā)的 UMV-H 型的遠(yuǎn)航 USV 主要用于監(jiān)控海洋和大氣中的生物化學(xué)參數(shù)；意大利研發(fā)的“Charlie”主要用于收集南極洲大氣海洋界面中的數(shù)據(jù)等。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3571950