面向阵型保持的UUV集群绿色动态控位方法研究

发布时间：2022-06-03 22:53

　　主从式水下无人航行器（UUV）集群在执行协同观探测任务时,既需要保持在阵地部署的观探测阵型,又需要以较少的能耗完成该任务。首先,对上述过程中的UUV低能耗绿色动态控位及阵型保持需求进行了分析,并针对以上需求设计了面向主从式UUV集群阵型保持的绿色动态控位策略。其次,在UUV绿色动态控位策略的主导下,对涉及到的基于粒子群寻优的全局最优推力规划及基于改进广义预测控制的实时滚动优化两种控制方案分别进行了具体的设计。仿真结果表明,相比于传统PID控制,上述控制策略及控制方法能够将控制时间由200 s缩减为60 s,在满足UUV集群协同观探测任务需求的前提下,以更低的能耗完成动态控位任务。 

【文章页数】：11 页

【文章目录】：
0 引 言
1 UUV集群协同观探测的动态控位需求分析
    1.1 一字形阵型的UUV位姿保持需求分析
    1.2 三角形阵型的UUV位姿保持需求分析
    1.3 矩形阵型的UUV位姿保持需求分析
2 面向阵型保持的绿色动态控位策略设计
3 UUV绿色动态控位方法设计
    3.1 基于能耗优化的大偏差绿色动态控位方法设计
    3.2 基于模型预测滚动优化的小偏差绿色动态控位方法设计
4 UUV绿色动态控位方法仿真验证
    4.1 UUV绿色动态控位能力的评定准则
    4.2 典型阵型下的UUV集群阵型保持能力验证仿真
    4.3 单UUV的绿色动态控位策略及方法试验仿真
        1)对改进广义预测控制方法的验证
        2)UUV初始位于柔性守位区内的仿真验证
        3)UUV初始位于刚性守位区外的仿真验证
5 湖试验证
    5.1 典型阵型下的UUV集群阵型保持能力湖试验证
    5.2 UUV的绿色动态控位策略及方法湖试验证
6 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]融合多目标与能耗控制的无人仓库内AGV路径规划[J]. 郭兴海,计明军,刘双福.  计算机集成制造系统. 2020(05)
[2]基于动力分配的船舶能耗最优化算法研究[J]. 邓节军.  舰船科学技术. 2018(22)
[3]粒子群优化算法在船舶动力定位模拟器推力系统中的应用[J]. 余婷婷.  舰船科学技术. 2018(04)
[4]基于广义预测控制的混杂系统控制[J]. 张伦,张悦.  计算机仿真. 2017(08)
[5]基于PSO优化模糊控制的船舶能量管理策略研究[J]. 刘乐,高海波,缪光辉,孙震.  武汉理工大学学报. 2017(03)
[6]推力分配优化算法在船舶动态控制中的应用研究[J]. 曹建春,李聪.  舰船科学技术. 2017(06)
[7]采用能耗最优改进蚁群算法的自治水下机器人路径优化[J]. 刘贵杰,刘鹏,穆为磊,王寿军.  西安交通大学学报. 2016(10)
[8]UUV国内外研究现状及若干关键问题综述[J]. 肖玉杰,邱志明,石章松.  电光与控制. 2014(02)

硕士论文
[1]基于混杂控制系统的八旋翼飞行器设计[D]. 范继伟.东北电力大学 2018
[2]机械手作业扰动下UUV动态控位技术研究[D]. 张耕实.哈尔滨工程大学 2014



本文编号：3653625