人類為了探索未知的海洋環(huán)境,科學(xué)家研究了自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）。近些年來,智能體都往群體運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)展,當(dāng)然AUV也不例外�，F(xiàn)階段,面對(duì)復(fù)雜的海洋環(huán)境,多體AUV相比單體AUV而言,除了能夠增加空間利用率之外,還可以彌補(bǔ)單體AUV性能上的不足。關(guān)于多AUV控制,工程實(shí)踐中比較常用是多AUV編隊(duì)控制。面對(duì)多種海洋任務(wù),人們往往要求多AUV能夠自主的去執(zhí)行。比如,多AUV編隊(duì)的形成,多AUV軌跡跟蹤,多AUV定點(diǎn)定位等。綜上,本文考慮在有定常海流的影響下,將對(duì)多AUV的編隊(duì)控制進(jìn)行研究,用基于虛擬領(lǐng)航者的編隊(duì)控制策略完成多AUV編隊(duì)控制,軌跡跟蹤控制和定點(diǎn)定位控制,最終結(jié)合混雜切換控制理論完成混雜編隊(duì)控制系統(tǒng)。本文研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面。首先,對(duì)AUV進(jìn)行六自由度的模型建立,根據(jù)本文基于虛擬領(lǐng)航者的多AUV混雜編隊(duì)控制的特點(diǎn)把AUV六自由度的模型簡(jiǎn)化成水平面的模型,在定常海流的干擾下,對(duì)該模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。其次,基于虛擬領(lǐng)航者的編隊(duì)控制策略,在有向通信拓?fù)湎?結(jié)合歐拉-拉格朗日誤差系統(tǒng)無源性提出了一種制導(dǎo)-控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外多AUV編隊(duì)研究現(xiàn)狀及控制技術(shù)
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外多AUV編隊(duì)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外多AUV編隊(duì)控制技術(shù)
    1.3 混雜切換控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 混雜切換控制
        1.3.2 混雜切換控制研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
第2章 AUV建模與模型驗(yàn)證
    2.1 引言
    2.2 運(yùn)動(dòng)變量與坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
    2.3 AUV模型構(gòu)建
        2.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.3.2 動(dòng)力學(xué)方程
        2.3.3 AUV水平面方程
    2.4 AUV水平面模型驗(yàn)證
        2.4.1 AUV水平面直線運(yùn)動(dòng)
        2.4.2 AUV水平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于虛擬領(lǐng)航者的多AUV編隊(duì)軌跡跟蹤控制
    3.1 引言
    3.2 基于有向通信的多AUV無源編隊(duì)算法
        3.2.1 無源性理論
        3.2.2 有向圖簡(jiǎn)單介紹
        3.2.3 歐拉-拉格朗日誤差系統(tǒng)的無源性
    3.3 控制策略和導(dǎo)引系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        3.3.1 控制對(duì)象
        3.3.2 基于無源性的導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.4 多AUV無源編隊(duì)軌跡跟蹤控制
        3.4.1 編隊(duì)控制器設(shè)計(jì)
        3.4.2 軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    3.5 穩(wěn)定性證明
    3.6 數(shù)值仿真驗(yàn)證
        3.6.1 無海流干擾的條件下
        3.6.2 有海流干擾的條件下
    3.7 本章小結(jié)
第4章 基于虛擬領(lǐng)航者的多AUV定點(diǎn)定位控制
    4.1 引言
    4.2 反步滑�？刂�
    4.3 多AUV定點(diǎn)定位控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 定點(diǎn)定位目標(biāo)
        4.3.2 基于反步滑模法的定點(diǎn)定位控制器設(shè)計(jì)
        4.3.3 控制器的改進(jìn)
    4.4 穩(wěn)定性證明
    4.5 數(shù)值仿真驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 混雜切換控制在多AUV編隊(duì)中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 混雜控制系統(tǒng)
        5.2.1 混雜系統(tǒng)的組成部分
        5.2.2 切換控制系統(tǒng)
    5.3 多AUV混雜編隊(duì)切換控制系統(tǒng)
        5.3.1 混雜編隊(duì)切換控制系統(tǒng)
        5.3.2 切換邏輯與混雜編隊(duì)切換控制率設(shè)計(jì)
    5.4 數(shù)值仿真1
    5.5 基于多AUV混雜編隊(duì)的失能目標(biāo)物圍捕
        5.5.1 搜索圍捕任務(wù)的具體方案
        5.5.2 搜索圍捕過程
    5.6 數(shù)值仿真2
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水下機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)及前景[J]. 韋榮偉.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(02)
[2]基于領(lǐng)航者的多UUV協(xié)調(diào)編隊(duì)滑�？刂芠J]. 李娟,馬濤,劉建華.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]欠驅(qū)動(dòng)AUV路徑跟蹤反步滑模控制[J]. 王曉偉,馮漢劍,柴玉民.  精密制造與自動(dòng)化. 2017(04)
[4]人工勢(shì)場(chǎng)和虛擬結(jié)構(gòu)相結(jié)合的多水下機(jī)器人編隊(duì)控制[J]. 潘無為,姜大鵬,龐永杰,李岳明,張強(qiáng).  兵工學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]基于阻抗辨識(shí)和混雜控制的機(jī)器人輔助抗阻訓(xùn)練方法[J]. 徐國(guó)政,陳雯,高翔,宋愛國(guó).  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[6]一種基于切換控制律的機(jī)器人雙邊遙操作方法[J]. 陳章,梁斌,張濤,宋海濤,張博.  宇航學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]基于反步法的欠驅(qū)動(dòng)船舶鎮(zhèn)定控制[J]. 丁福光,吳靜,隋玉峰.  計(jì)算機(jī)仿真. 2013(10)
[8]多自主水下航行器系統(tǒng)一致性編隊(duì)跟蹤控制[J]. 王銀濤,嚴(yán)衛(wèi)生.  控制理論與應(yīng)用. 2013(03)
[9]基于無源理論的欠驅(qū)動(dòng)AUV直接自適應(yīng)控制[J]. 夏國(guó)清,楊瑩,趙為光.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]分布式無源性系統(tǒng)的同步控制與分析[J]. 陳剛,余名.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2012(05)

博士論文
[1]動(dòng)力定位船任務(wù)驅(qū)動(dòng)的跟蹤控制方法研究[D]. 張愛華.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[2]多動(dòng)力定位船的協(xié)調(diào)編隊(duì)控制方法研究[D]. 焦建芳.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[3]海況變化時(shí)的船舶定點(diǎn)定位切換自適應(yīng)控制研究[D]. 謝業(yè)海.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]基于混雜控制的復(fù)雜多智能體網(wǎng)絡(luò)同步一致性研究[D]. 劉智偉.華中科技大學(xué) 2011
[5]多水下機(jī)器人協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D]. 姜大鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2011

碩士論文
[1]多艘動(dòng)力定位船舶同步運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 馬燕芹.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]多模型切換自適應(yīng)控制系統(tǒng)的研究[D]. 孫利.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]移動(dòng)機(jī)器人的避障及動(dòng)態(tài)圍捕研究[D]. 楊曙光.遼寧科技大學(xué) 2013
[4]不同海況條件下船舶動(dòng)力定位混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 郭娟.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3633033