无人艇集群的连通保持群集运动控制研究
发布时间：2021-11-10 08:23
现在,海洋越来越得到各国的重视,对海洋的探索,开发和利用也成为了各国在海洋领域的研究热点。自主水面艇,又称无人艇,是一种小型化,智能化,能够自主航行的海洋航行器,可以作为小型水面运载平台,搭载不同模块执行各种任务,是人类研究海洋的重要工具。多无人艇协同可以完成很多单艇难以完成的任务,因此成为了现在的研究热点。群集运动控制,作为一种受到自然界的多种动物群体行为启发的多智能体控制模式,具有较好的灵活性和鲁棒性,在搜救,探测,军事集群等领域有着广阔的应用前景。本文主要基于领航跟随结构,研究了路径引导的多无人艇连通保持群集运动控制问题。具体研究工作如下:第一,针对带有模型不确定性与外部未知扰动的多全驱动无人艇的连通保持群集运动控制问题,设计了一种扩张状态观测器估计模型不确定性与外部未知扰动,利用反步法设计领航者的路径跟踪控制器,结合反步法与人工势场法设计了多无人艇的连通保持群集运动控制器,针对上述设计中遇到的领航者速度需要全局已知,但只有部分船能够访问领航者的问题设计了分布式速度观测器,提出了一种基于领航跟随结构的多全驱动无人艇连通保持群集运动控制方法。通过输入状态稳定性（ISS）定理与级联系...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]无人水面艇技术发展回顾与趋势分析[J]. 张伟,廖煜雷,姜峰,赵铁军. 无人系统技术. 2019(06)
[2]海上无人装备关键技术与智能演进展望[J]. 金克帆,王鸿东,易宏,刘旌扬,王健. 中国舰船研究. 2018(06)
[3]群集系统分群行为建模与控制研究进展[J]. 杨盼盼,刘明雍,雷小康,宋程. 控制与决策. 2016(02)
[4]无人水面艇直线航迹跟踪控制器的设计与验证[J]. 田勇,王丹,彭周华,刘陆. 大连海事大学学报. 2015(04)
[5]USV发展现状及展望[J]. 柳晨光,初秀民,吴青,王桂冲. 中国造船. 2014(04)
[6]连通性保持下的多机器人系统分布式群集控制[J]. 毛昱天,陈杰,方浩,窦丽华. 控制理论与应用. 2014(10)
[7]大规模无人系统集群智能控制方法综述[J]. 梁晓龙,孙强,尹忠海,王亚利,刘苹妮. 计算机应用研究. 2015(01)
[8]多USV协同系统研究现状与发展概述[J]. 马天宇,杨松林,王涛涛,辛磊,陈燚. 舰船科学技术. 2014(06)
[9]海洋机器人30年[J]. 封锡盛,李一平. 科学通报. 2013(S2)
[10]多智能体系统编队控制相关问题研究综述[J]. 王祥科,李迅,郑志强. 控制与决策. 2013(11)
博士论文
[1]欠驱动无人船的路径跟踪与协同控制[D]. 刘陆.大连海事大学 2018
[2]基于自适应动态面控制的自主海洋航行器协同路径跟踪[D]. 王昊.大连海事大学 2014
[3]舰船编队的鲁棒自适应控制[D]. 彭周华.大连海事大学 2011
本文编号：3486924
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１自然界中的群集行为??Ｆｉｇ．?１．１?Ｆｌｏｃｋｉｎｇ?ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｉｎ?ｎａｔｕｒｅ??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???ｋｉＵｐ急！??图１．２美国“海猎人”无人船和以色列“保护者”无人船??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｍｅｒｉｃａｎ?“Ｓｅａ?Ｈｕｎｔｅｒ”?ＵＳＶ?ａｎｄ?Ｉｓｒａｅｌ?“Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ”?ＵＳＶ??我国在无人船的研宄上起步较晚，但目前也己经发展了较多型号的无人船。哈尔滨??工程大学、华中科技大学、大连海事大学、沈阳自动化所、沈阳新光集团、珠海云洲智??能有限公司等研宄机构在无人船领域取得了一些研究成果。沈阳航天新光集团与中国气??象局大气探测技术中心共同研制成的“天象一号”无人船（图１．３中左图）可用于海洋??气象动态探测，是国内最早用于Ｕ；程实际应用的无人船。２０１０年，台湾海洋科技研究中??心研制出一型无人水面艇“郑和１０１”号，可用于进行水文水质气象数据的调查、监测、??收集和分析等工作。２０１７年底，由中国人民解放军海军测绘研宄所、＇国家海洋局南海调??查技术中心和云洲智能联合研制的“极行者”号海底探测无人船（图１．３中右图）在南??极地区完成了５平方公里海域多波束全覆盖海底地形测量ｄ除了上述无人船以外，还有??上海大学研制的“精海”系列无人船，上海海事大学研制的“ＳｉｌｖｅｒＦｒｏｇ”号无人船，大??连海事大学的蓝信号无人船，哈尔滨工程大学带领多家单位研发的“天行一号”无人船等??等。虽然起步较晚，但在国家的大力支持下，我国的无人船领域的研宄正在蓬勃发展。??．．．．．．．??ｉ?“■一??图１．３?“天象一号”无人船和“极行者”号无人船??Ｆｉｇ．?１．３?“ＴｉａｎＸｉａｎｇｌ”?ＵＳＶ?ａｎｄ?“ＪｉＸｉｎｇＺｈｅ”?ＵＳＶ??ｊ??－３?－??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]无人水面艇技术发展回顾与趋势分析[J]. 张伟,廖煜雷,姜峰,赵铁军. 无人系统技术. 2019(06)
[2]海上无人装备关键技术与智能演进展望[J]. 金克帆,王鸿东,易宏,刘旌扬,王健. 中国舰船研究. 2018(06)
[3]群集系统分群行为建模与控制研究进展[J]. 杨盼盼,刘明雍,雷小康,宋程. 控制与决策. 2016(02)
[4]无人水面艇直线航迹跟踪控制器的设计与验证[J]. 田勇,王丹,彭周华,刘陆. 大连海事大学学报. 2015(04)
[5]USV发展现状及展望[J]. 柳晨光,初秀民,吴青,王桂冲. 中国造船. 2014(04)
[6]连通性保持下的多机器人系统分布式群集控制[J]. 毛昱天,陈杰,方浩,窦丽华. 控制理论与应用. 2014(10)
[7]大规模无人系统集群智能控制方法综述[J]. 梁晓龙,孙强,尹忠海,王亚利,刘苹妮. 计算机应用研究. 2015(01)
[8]多USV协同系统研究现状与发展概述[J]. 马天宇,杨松林,王涛涛,辛磊,陈燚. 舰船科学技术. 2014(06)
[9]海洋机器人30年[J]. 封锡盛,李一平. 科学通报. 2013(S2)
[10]多智能体系统编队控制相关问题研究综述[J]. 王祥科,李迅,郑志强. 控制与决策. 2013(11)
博士论文
[1]欠驱动无人船的路径跟踪与协同控制[D]. 刘陆.大连海事大学 2018
[2]基于自适应动态面控制的自主海洋航行器协同路径跟踪[D]. 王昊.大连海事大学 2014
[3]舰船编队的鲁棒自适应控制[D]. 彭周华.大连海事大学 2011
本文编号：3486924
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