控制无人驾驶车辆用于海洋环境传感的轨迹

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 控制系统工程 控制系统工程
• 海洋工程 海洋工程

背景情况:

• 自主地表车辆 (ASV) 对海洋环境传感至关重要.
• 在动态的海洋条件下 (海流,海浪,风) 导航ASV需要强大的轨迹控制.
• 现有的控制器与海洋环境的复杂性和轨迹错误作斗争.

研究的目的:

• 为ASV轨迹跟踪提出一个强大的离散时间超扭转二级滑动模式控制器 (DSTA).
• 为了提高控制器的稳定性,并最大限度地减少聊天效应.
• 使用遗传算法 (GA) 来优化控制器收益.

主要方法:

• 使用积分近似的ASV模型的分离化,将干扰视为干扰.
• 使用时间延迟估计器 (TDE) 估计扰动,以提高稳定性.
• 通过遗传算法 (GA) 优化控制器收益,最大限度地减少跟踪错误和控制能量.
• 使用利亚普诺夫方法进行稳定性分析.

主要成果:

• 拟议的GA调节的DSTA控制器与DSMR和启发式调节的DSTA相比,显示出更高的轨迹跟踪精度.
• 控制器有效地抑制了聊天效应.
• 在有外界干扰和没有外界干扰的模拟中证实了强大的性能.

结论:

• 在具有挑战性的海洋环境中,GA-DSTA为ASV轨道控制提供了强大而有效的解决方案.
• TDE显著提高了稳定性,允许控制器获得较小的收益.
• 拟议的控制器在跟踪精度和声减弱方面表现优于现有方法.