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基于扰动观测的USVs协同路径跟踪控制

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论文针对多无人艇协同控制系统中出现的通信资源有限、存在外界环境扰动及收敛速度慢等问题,提出了一种基于扰动观测器的固定时间无人艇协同路径跟踪控制算法。首先,结合固定时间算法、参数协同算法及事件触发通信机制,设计了固定时间事件触发参数协同模块,以此协同期望路径上的参数、计算无人艇在各自期望路径上的理想位置并降低通讯资源消耗。其次,为了使无人艇不受外界环境干扰并令其固定时间内实现轨迹跟踪控制,设计了固定时间轨迹跟踪控制模块,其中包括固定时间扰动观测器以及固定时间跟踪控制器。文中各模块算法都能保证固定时间收敛,因而整个系统能够实现固定时间收敛。仿真结果验证了论文设计算法的有效性。
Cooperative Path Following Control of Multiple USVs Based on Disturbance Observer
This paper proposes a fixed-time cooperative path following control algorithm of multiple USVs for the problems of limited communication resources,external environment disturbance and slow convergence rate.Firstly,the fixed-time event-trig-gered parameter coordination module is designed by combining the fixed time algorithm,parameter coordination algorithm and event trigger communication mechanism,so as to coordinate the parameters on the expected path,calculate the ideal position and reduce communication resource consumption.Secondly,in order to avoid the external environment and realize trajectory tracking control within fixed-time,the fixed-time trajectory tracking control module is designed,including fixed-time disturbance observer and fixed-time tracking controller.Each module algorithm can ensure fixed-time convergence,so the whole system can achieve fixed-time convergence.Simulation results demonstrate the effectiveness of the present design algorithm.

unmanned surface vesselsfixed-time controlcooperative path followingevent-triggered controldisturbance observer

蔡悦、李建祯、朱钰裕

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江苏科技大学电子信息学院 镇江 212003

多无人艇 固定时间控制 协同路径控制 事件触发控制 扰动观测器

2024

计算机与数字工程
中国船舶重工集团公司第七0九研究所

计算机与数字工程

CSTPCD
影响因子:0.355
ISSN:1672-9722
年,卷(期):2024.52(8)