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基于事件触发的AUVs固定时间编队控制 被引量：3
1
作者 王洪斌 高静 +1 位作者 苏博 王跃灵 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2277-2287,共11页
针对多自主水下航行器编队系统受限于有限的通信资源及收敛速度慢等问题,提出一种基于事件触发的自主水下航行器固定时间领航-跟随编队控制方法.首先,将动态面控制算法与反步法结合,消除“计算膨胀”问题;其次,为节约有限通信资源,将事... 针对多自主水下航行器编队系统受限于有限的通信资源及收敛速度慢等问题,提出一种基于事件触发的自主水下航行器固定时间领航-跟随编队控制方法.首先,将动态面控制算法与反步法结合,消除“计算膨胀”问题;其次,为节约有限通信资源,将事件触发通讯机制和固定时间理论引入多自主水下航行器编队控制中,设计编队控制器,实现编队系统的固定时间稳定,且系统收敛时间与初始状态无关,并通过理论证明无Zeno行为;最后,对4艘自主水下航行器的编队进行仿真实验,验证算法的有效性. 展开更多
关键词 多自主水下航行器 事件触发 领航者-跟随者法 动态面控制 固定时间控制
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多AUV协同导航问题的研究现状与进展 被引量：46
2
作者 徐博 白金磊 +2 位作者 郝燕玲 高伟 刘亚龙 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期445-461,共17页
自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)协同导航是未来50年解决水下中间层区域AUV导航定位的重要方法.本文针对多AUV协同导航,对该领域相关问题的研究进展进行了综述,包括:1)论述多AUV协同导航领域的研究现状,包括协同导... 自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)协同导航是未来50年解决水下中间层区域AUV导航定位的重要方法.本文针对多AUV协同导航,对该领域相关问题的研究进展进行了综述,包括:1)论述多AUV协同导航领域的研究现状,包括协同导航问题界定、特点综述与讨论;2)分析多AUV协同导航系统模型及相关算法的研究进展,包括基于优化的、基于参数估计的和基于贝叶斯估计的滤波算法;3)对协同导航网络下的误差建模与补偿方法的研究进展进行了综述,包括未知洋流的影响、水声通信延迟补偿等;4)从影响协同导航定位精度的角度出发,对AUV协同导航的可观测性与编队最优构型设计的研究进展进行了一系列的分析;5)陈述目前多AUV协同导航中存在的关键问题,并讨论其发展趋势. 展开更多
关键词 多AUV协同导航 水声通信延迟 信息融合算法 编队构型
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一种分布式异构多AUV任务分配鲁棒拍卖算法 被引量：9
3
作者 李鑫滨 郭力争 韩松 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期736-746,共11页
为了解决异构多自主式水下航行器(AUV)的任务分配问题,提出了一种分布式鲁棒拍卖算法。建立了异构多AUV任务分配分布式拍卖模型,包括任务分配系统(拍卖商)的优化模型及AUV的优化模型。针对现有拍卖算法忽略拍卖商的利益,不符合市场规律... 为了解决异构多自主式水下航行器(AUV)的任务分配问题,提出了一种分布式鲁棒拍卖算法。建立了异构多AUV任务分配分布式拍卖模型,包括任务分配系统(拍卖商)的优化模型及AUV的优化模型。针对现有拍卖算法忽略拍卖商的利益,不符合市场规律的问题,引入任务奖励反馈机制,任务分配系统通过多轮试探拍卖市场,自适应地调整任务奖励,达到保证AUV效用的同时,有效降低任务分配系统成本的目的,促进了任务分配系统参与拍卖。针对水下洋流对任务分配模型产生的不确定性因素,提出了一种鲁棒优化算法对抗不确定性因素,提高了多AUV任务分配系统应对复杂水下环境的能力。仿真结果证明了所提算法的鲁棒性和有效性。 展开更多
关键词 异构多自主式水下航行器(AUV) 任务分配 分布式 拍卖算法 鲁棒优化
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基于Simulink/VRML的多AUV视景仿真系统实现
4
作者 钟勇潮 《鱼雷技术》 2009年第4期57-60,共4页
针对多AUV海上试验风险大,成本高,周期长等问题,建立多AUV仿真平台是解决这些问题的有效途径。本文在MATLAB仿真环境中建立了一套分布式的可视化仿真系统,利用Simulink的S-function开发了基于TCP/IP的网络通信接口,采用VRML建模技术构... 针对多AUV海上试验风险大,成本高,周期长等问题,建立多AUV仿真平台是解决这些问题的有效途径。本文在MATLAB仿真环境中建立了一套分布式的可视化仿真系统,利用Simulink的S-function开发了基于TCP/IP的网络通信接口,采用VRML建模技术构建了水下航行体的3D实体模型、海洋环境模型和海底地形模型,最后通过Sim-ulink的VR-Sink模块实现了水下航行体的驱动。仿真结果表明,该系统能够在局域网中逼真地演示多AUV在虚拟海洋环境中的协同工作过程,验证了协同控制策略的有效性,为深入开展多AUV技术研究提供了参考。 展开更多
关键词 多AUV 分布式仿真 视景仿真 系统函数 虚拟现实工具箱
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多翼自治水下机器人动力学建模与姿态控制 被引量：5
5
作者 魏延辉 杜振振 +1 位作者 陈巍 张晓宇 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期106-111,共6页
为了提高多翼自治水下机器人姿态自主控制的稳定性和控制性能,设计了基于多翼水下机器人全参数控制模型的姿态控制系统.首先对多翼自治水下机器人进行运动学和动力学分析,建立多翼自治水下机器人的全参数运动控制模型;在此基础上建立多... 为了提高多翼自治水下机器人姿态自主控制的稳定性和控制性能,设计了基于多翼水下机器人全参数控制模型的姿态控制系统.首先对多翼自治水下机器人进行运动学和动力学分析,建立多翼自治水下机器人的全参数运动控制模型;在此基础上建立多翼自治水下机器人整体控制系统,设计基于线性二次型最优控制的多翼自治水下机器人姿态控制器;最后进行多翼自治水下机器人姿态控制仿真实验.结果表明:在给定的外界干扰下,多翼自治水下机器人能够快速稳定跟踪目标姿态,所建立的控制器以及控制模型能够满足多翼水下机器人姿态的自主控制需要,达到设计目标. 展开更多
关键词 多翼自治水下机器人 姿态控制 全参数控制模型 控制系统 线性二次型
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多关节深海潜水器纵垂面建模与俯仰控制
6
作者 于林 孟庆浩 +1 位作者 刘科显 徐雪寒 《计算机仿真》 北大核心 2022年第12期357-365,共9页
为实现深海纵向剖面探测,给出了一种多关节潜水器的设计方案,并对潜水器的纵垂面建模与俯仰姿态控制问题进行了研究。针对浮力和重力不平衡的情况,根据牛顿第二定律和力矩平衡原理建立了多关节潜水器在纵垂面上的运动学和动力学模型。... 为实现深海纵向剖面探测,给出了一种多关节潜水器的设计方案,并对潜水器的纵垂面建模与俯仰姿态控制问题进行了研究。针对浮力和重力不平衡的情况,根据牛顿第二定律和力矩平衡原理建立了多关节潜水器在纵垂面上的运动学和动力学模型。考虑到多关节潜水器在纵倾运动控制过程中存在未知干扰和过驱动等问题,提出了一种线性二次型最优自抗扰控制方案。根据实验样机硬件设计要求,将关节摆动角度作为被控系统输入。将系统内力与外部扰动作为系统总扰动,采用线性扩张状态观测器对总扰动进行估计。针对系统过驱动问题,采用奇异值分解法求解控制系数矩阵的伪逆矩阵,实现总扰动补偿与输入合理分配。采用线性二次最优控制优化线性反馈控制增益,实现控制增益按照期望输入输出效果达到最优。在SIMULINK平台上,搭建模型仿真环境,在有、无输入扰动两种情况下,使用线性二次型最优自抗扰控制器实现俯仰控制仿真。结果表明,所设计的控制器具有低超调、抗干扰和精准度高的特性。 展开更多
关键词 多关节潜水器 纵垂面建模 俯仰姿态控制 线性扩张状态观测器 总扰动补偿 线性二次型最优控制器
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适用于MAUV的变基线定位系统
7
作者 俞佳男 徐文滔 +1 位作者 刘祖斌 卢奂采 《高技术通讯》 CAS 2021年第3期315-326,共12页
为了满足多关节潜器(MAUV)在深海进行精细化探测的需要,实现其在基线长度实时变化的情况下仍能进行高精度定位,设计并实现了一种适用于MAUV的变基线定位系统。该定位系统通过水听器阵列获得潜标发射的线性调频(LFM)水声信号,利用同步时... 为了满足多关节潜器(MAUV)在深海进行精细化探测的需要,实现其在基线长度实时变化的情况下仍能进行高精度定位,设计并实现了一种适用于MAUV的变基线定位系统。该定位系统通过水听器阵列获得潜标发射的线性调频(LFM)水声信号,利用同步时延估计算法得到时延信息;辅助以光纤陀螺仪、关节转角传感器数据,通过基线解算算法更新基线长度及姿态参数;结合温盐深仪、多普勒计程仪数据,利用变基线定位算法计算得到MAUV的三维位置坐标。通过基于Bellhop的定位仿真及消声水池实验验证,结果表明该定位系统具有稳定性强、定位精度高的优点,其定位精度优于斜距的1%,能满足MAUV在深海工作的定位要求。 展开更多
关键词 多关节潜器(MAUV) 变基线 水下定位 时延估计 Bellhop仿真
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