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基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制

胡建章 唐国元 王建军 解德

胡建章, 唐国元, 王建军, 解德. 基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
引用本文: 胡建章, 唐国元, 王建军, 解德. 基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
Hu Jianzhang, Tang Guoyuan, Wang Jianjun, Xie De. Swarm control of USVs based on adaptive backstepping combined with sliding mode[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
Citation: Hu Jianzhang, Tang Guoyuan, Wang Jianjun, Xie De. Swarm control of USVs based on adaptive backstepping combined with sliding mode[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521

基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(2018KFYYXJJ012,2018JYCXJJ045);海洋防务技术创新中心创新基金资助项目
详细信息
    作者简介:

    胡建章,男,1994年生,硕士。研究方向:舰船与水下航行体运动控制。E-mail:hujzz@qq.com;王建军,男,1987年生,博士,讲师。研究方向:深海机电装备技术。E-mail:wangjianjun@hust.edu.cn;解德,男,1964年生,博士,教授。研究方向:船舶与海洋结构物设计制造。E-mail:dexie@hust.edu.cn

    通讯作者:

    唐国元,男,1973年生,博士,副教授。研究方向:舰船与水下航行体运动控制,舰船机电控制系统及特种装置系统,舰船动力装置。E-mail:tgyuan@hust.edu.cn

  • 中图分类号: U661.3

Swarm control of USVs based on adaptive backstepping combined with sliding mode

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-23
  • 刊出日期:  2020-01-04

基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
    基金项目:  中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(2018KFYYXJJ012,2018JYCXJJ045);海洋防务技术创新中心创新基金资助项目
    作者简介:

    胡建章,男,1994年生,硕士。研究方向:舰船与水下航行体运动控制。E-mail:hujzz@qq.com;王建军,男,1987年生,博士,讲师。研究方向:深海机电装备技术。E-mail:wangjianjun@hust.edu.cn;解德,男,1964年生,博士,教授。研究方向:船舶与海洋结构物设计制造。E-mail:dexie@hust.edu.cn

    通讯作者: 唐国元,男,1973年生,博士,副教授。研究方向:舰船与水下航行体运动控制,舰船机电控制系统及特种装置系统,舰船动力装置。E-mail:tgyuan@hust.edu.cn
  • 中图分类号: U661.3

摘要: [目的] 针对多艘欠驱动水面无人艇组成的集群系统控制问题,研究虚拟结构法的控制策略。 [方法] 首先,将集群控制问题转化成无人艇与虚拟结构之间位姿跟踪误差的镇定问题,通过改变虚拟结构的几何形状,实现集群的队形变换。然后,将集群控制器的设计分为运动学和动力学2个部分,充分考虑不确定干扰,设计欠驱动水面无人艇集群的自适应反步滑模控制器,基于李雅普诺夫理论证明闭环系统的稳定性。最后,采取直、曲线航迹航行,开展集群队形变换等仿真试验。 [结果] 仿真结果表明,无人艇集群的协同运作效果显著,队形变换流畅,且能够自适应应对各种不确定干扰。 [结论] 集群系统展现出较强的鲁棒性与灵活性,可为后续实艇试验奠定理论基础。

English Abstract

胡建章, 唐国元, 王建军, 解德. 基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
引用本文: 胡建章, 唐国元, 王建军, 解德. 基于自适应反步滑模的水面无人艇集群控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
Hu Jianzhang, Tang Guoyuan, Wang Jianjun, Xie De. Swarm control of USVs based on adaptive backstepping combined with sliding mode[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
Citation: Hu Jianzhang, Tang Guoyuan, Wang Jianjun, Xie De. Swarm control of USVs based on adaptive backstepping combined with sliding mode[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 1-7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01521
参考文献 (12)
补充材料:
2019-6-1_en.pdf

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