近些年來,隨著海洋空間中水面作業(yè)任務(wù)逐漸向復(fù)雜化、規(guī)�；较虬l(fā)展,無人船技術(shù)的研究趨勢也從單一無人船向多無人船協(xié)同編隊(duì)技術(shù)拓展。相比單一的無人船控制,多無人船的工作效率更高,容錯(cuò)性更好,并且適應(yīng)能力更強(qiáng),在環(huán)境監(jiān)測、搜索救援、資源探測、艦隊(duì)補(bǔ)給等民用和軍事領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在此背景下,多無人船控制技術(shù)正受到前所未有的關(guān)注,如何實(shí)現(xiàn)多無人船在水面上的編隊(duì)航行,以及如何處理危急狀況時(shí)的避障問題已成為無人船問題研究中的重點(diǎn)方向。本文基于實(shí)際問題的需要,研究了一類欠驅(qū)動(dòng)自主水面無人船在未知輸入增益、模型不確定和海洋擾動(dòng)條件下的分布式時(shí)變編隊(duì)控制問題。具體研究工作包括:第一,針對(duì)模型參數(shù)不確定,未知海洋環(huán)境擾動(dòng)和輸入增益未知的欠驅(qū)動(dòng)無人船編隊(duì)控制問題,提出了一種具有避障和連通保持功能的單路徑導(dǎo)引分布式時(shí)變編隊(duì)控制方法。在運(yùn)動(dòng)學(xué)層面,提出了一種基于一致性方法、路徑跟蹤設(shè)計(jì)、人工勢能函數(shù)和輔助變量方法的分布式制導(dǎo)控制律;在動(dòng)力學(xué)層面,基于間接模型參考自適應(yīng)控制方法,設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制律,利用神經(jīng)估計(jì)器識(shí)別未知輸入增益、模型不確定性和海洋擾動(dòng)�；陂g接參考模型自適應(yīng)的動(dòng)力學(xué)控制方法能夠保證速... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４以色列“保護(hù)者”和“銀ｆｅ馬碎魚”無人艇??Ｆｉｇ．?１．４?Ｒｓｒａｅｌ?“Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ”?ａｎｄ?“Ｓｉｌｖｅｒ?Ｍａｒｌｉｎ”?ＵＳ?Ｖｓ??過去的十年，是國內(nèi)無人艇快速發(fā)展的重要時(shí)期

圖１．５上海大學(xué)“精海８號(hào)”和大連海事大學(xué)“藍(lán)信號(hào)”??Ｆｉｇ．?１．５?“Ｊｉｎｇｈａｉ”?ＸＪＳＶ?ａｎｄ?“Ｌａｎｘｉｎ”?ＵＳＶ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???３．２問題描述??本文研宄的是欠驅(qū)動(dòng)無人船的時(shí)變編隊(duì)避碰控制問題，欠驅(qū)動(dòng)無人船數(shù)學(xué)模型的建??立一般基于地球坐標(biāo)系和船體坐標(biāo)系，如圖３．１所示。??、、＇、？?１?＾???＞??圖３．１路徑導(dǎo)引時(shí)變編隊(duì)控制運(yùn)動(dòng)模型??Ｆｉｇ．?３．１?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｔｈ－ｇｕｉｄｅｄ?ｔｉｍｅ－ｖａｒｙｉｎｇ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ??由Ｍ個(gè)欠驅(qū)動(dòng)無人船組成的編隊(duì)系統(tǒng)中，第ｉ艘船的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：??Ｘｆ?＝?ｕ．?ｃｏｓ?ｙ／ｉｂ?－?ｖ．?ｓｉｎ?ｉ／／ｊｂ??＾?ｙ｛?－?ｓｉｎ?ｙ／ｉｈ?＋?ｃｏｓｙ／ｉｂ?（３．１）??Ｖｉｂ?＝?ｒｉ??其中，〇ｃ，，：〇表示欠驅(qū)動(dòng)無人船在地球坐標(biāo)系下的質(zhì)心位置，％，表示艏向角；Ｍ，，Ｖ，和ｒ，??分別表示欠驅(qū)動(dòng)無人船在船體坐標(biāo)系中的前向速度，橫漂速度和艏搖角速度。??假設(shè)無人船關(guān)于中心軸對(duì)稱，考慮未知輸入增益，模型不確定性和海洋擾動(dòng)對(duì)無人??船的作用，則第ｉ艘欠驅(qū)動(dòng)無人船的動(dòng)力學(xué)方程可以表示為：??ｗ，丨Ａ?＝?乂，，?（Ｗ）＋ｒ，＂?＋??，ＷＪｌｖＶｉ＝／ｖ（？Ｐｖ１＾）＋＾ｗ?（３．２）??＝ｆｉｒ＾ｉ＾ｉ，ｒｉ）＋Ｔｉｒ?＋?Ｔｉｒｗ??其中，，《；？＝％－尤，》１｜．１）＝所；－｝＾，％＝／；�。x。／？／表不無入船的重量，／２表不關(guān)于乙軸??的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，名ｉ，農(nóng)，木．表示水動(dòng)力參數(shù)，表示包括科氏力與向心力、水??動(dòng)力阻尼效應(yīng)和未建模動(dòng)態(tài)的非線性函數(shù)，ｒ；？和ｒ，ｖ分別表示前向推力和艏搖力矩，??表示由風(fēng)，浪，流等＇海＇洋環(huán)境弓Ｉ起的時(shí)變海洋擾動(dòng)。??Ｉ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海上無人裝備關(guān)鍵技術(shù)與智能演進(jìn)展望[J]. 金克帆,王鴻東,易宏,劉旌揚(yáng),王健.  中國艦船研究. 2018(06)
[2]Saturated coordinated control of multiple underactuated unmanned surface vehicles over a closed curve[J]. Lu LIU,Dan WANG,Zhouhua PENG,Hugh H.T.LIU.  Science China（Information Sciences）. 2017(07)
[3]Predictor-based neural dynamic surface control for distributed formation tracking of multiple marine surface vehicles with improved transient performance[J]. Zhouhua PENG,Dan WANG,Tieshan LI.  Science China（Information Sciences）. 2016(09)
[4]USV發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 柳晨光,初秀民,吳青,王桂沖.  中國造船. 2014(04)
[5]海洋機(jī)器人30年[J]. 封錫盛,李一平.  科學(xué)通報(bào). 2013(S2)
[6]水面無人艇發(fā)展與應(yīng)用[J]. 李家良.  火力與指揮控制. 2012(06)



本文編號(hào)：3552234