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基于改进积分视线导引策略的欠驱动无人水面艇路径跟踪
被引量：
17
1
作者
陈霄
刘忠
+2 位作者
张建强
董蛟
周德超
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期489-499,共11页
路径跟踪控制是无人水面艇(USV)自主完成各项任务使命的关键技术之一,受到国内外运动控制领域的普遍关注。为提高风浪流等外界环境干扰下,无人水面艇(USV)路径跟踪控制的准确性和鲁棒性,研究海流等外界扰动环境下一类非对称欠驱动无人...
路径跟踪控制是无人水面艇(USV)自主完成各项任务使命的关键技术之一,受到国内外运动控制领域的普遍关注。为提高风浪流等外界环境干扰下,无人水面艇(USV)路径跟踪控制的准确性和鲁棒性,研究海流等外界扰动环境下一类非对称欠驱动无人水面艇的路径跟踪问题,提出了2种改进积分视线(ILOS)导引策略,并基于改进导引策略和反馈控制思想实现了无人水面艇水平面的路径跟踪。与传统ILOS导引策略相比,第1种改进策略具有变积分增益能够避免积分饱和及超调现象;第2种改进策略在前者的基础上将前视距离设计为时变量,使得无人水面艇操纵更加灵活,其中积分增益和前视距离均为垂直距离误差的不同函数,引导无人水面艇灵活快速地跟踪期望路径。基于级联系统理论证明了当所有控制目标实现时,控制系统为全局k-指数稳定(GKES)的,理论分析和仿真实验证明了算法的有效性和先进性。
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关键词
欠驱动控制
无人水面艇(USV)
积分
视线
(ILOS)
导
引
路径跟踪
级联系统
稳定性证明
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职称材料
基于干扰观测的欠驱动无人艇自适应航迹跟踪控制算法
被引量：
3
2
作者
董蛟
刘忠
+2 位作者
张建强
陈霄
周德超
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019年第7期1606-1616,共11页
研究了欠驱动无人艇在外界干扰条件下的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于干扰估计与补偿的航迹跟踪控制算法,实现了风浪流干扰环境下航迹的精确跟踪。算法引入纵向误差作为状态变量对扩张干扰观测器进行设计,实时估计干扰的稳态分量,相...
研究了欠驱动无人艇在外界干扰条件下的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于干扰估计与补偿的航迹跟踪控制算法,实现了风浪流干扰环境下航迹的精确跟踪。算法引入纵向误差作为状态变量对扩张干扰观测器进行设计,实时估计干扰的稳态分量,相比于传统的基于输出反馈干扰估计算法,其灵活性、可控性更高;同时基于纵向跟踪误差的状态估计误差,设计扩张干扰观测器变增益因子,相比于基于常增益观测器的航迹跟踪算法其能够在实现干扰补偿的前提下,有效减小航迹跟踪收敛段的震荡。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了级联控制系统与干扰观测系统在平衡点的半全局指数稳定性,通过仿真对比实验及分析证明了所提航迹跟踪算法的有效性和先进性。
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关键词
欠驱动
无人艇
变增益
扩张干扰观测器
变前视距离
积分视线导引
航迹跟踪
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职称材料
题名
基于改进积分视线导引策略的欠驱动无人水面艇路径跟踪
被引量：
17
1
作者
陈霄
刘忠
张建强
董蛟
周德超
机构
海军工程大学电子工程学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期489-499,共11页
文摘
路径跟踪控制是无人水面艇(USV)自主完成各项任务使命的关键技术之一,受到国内外运动控制领域的普遍关注。为提高风浪流等外界环境干扰下,无人水面艇(USV)路径跟踪控制的准确性和鲁棒性,研究海流等外界扰动环境下一类非对称欠驱动无人水面艇的路径跟踪问题,提出了2种改进积分视线(ILOS)导引策略,并基于改进导引策略和反馈控制思想实现了无人水面艇水平面的路径跟踪。与传统ILOS导引策略相比,第1种改进策略具有变积分增益能够避免积分饱和及超调现象;第2种改进策略在前者的基础上将前视距离设计为时变量,使得无人水面艇操纵更加灵活,其中积分增益和前视距离均为垂直距离误差的不同函数,引导无人水面艇灵活快速地跟踪期望路径。基于级联系统理论证明了当所有控制目标实现时,控制系统为全局k-指数稳定(GKES)的,理论分析和仿真实验证明了算法的有效性和先进性。
关键词
欠驱动控制
无人水面艇(USV)
积分
视线
(ILOS)
导
引
路径跟踪
级联系统
稳定性证明
Keywords
underactuated control
unmanned surface vehicle （USV）
integral line-of-sight （ILOS）guidance
path following
cascaded systems
proof of stability
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于干扰观测的欠驱动无人艇自适应航迹跟踪控制算法
被引量：
3
2
作者
董蛟
刘忠
张建强
陈霄
周德超
机构
海军工程大学兵器工程学院
军事科学院战争研究院
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019年第7期1606-1616,共11页
基金
湖北省自然科学基金(2018CFC865)
中国博士后基金(45686)
国家“十三五”预研项目资助课题
文摘
研究了欠驱动无人艇在外界干扰条件下的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于干扰估计与补偿的航迹跟踪控制算法,实现了风浪流干扰环境下航迹的精确跟踪。算法引入纵向误差作为状态变量对扩张干扰观测器进行设计,实时估计干扰的稳态分量,相比于传统的基于输出反馈干扰估计算法,其灵活性、可控性更高;同时基于纵向跟踪误差的状态估计误差,设计扩张干扰观测器变增益因子,相比于基于常增益观测器的航迹跟踪算法其能够在实现干扰补偿的前提下,有效减小航迹跟踪收敛段的震荡。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了级联控制系统与干扰观测系统在平衡点的半全局指数稳定性,通过仿真对比实验及分析证明了所提航迹跟踪算法的有效性和先进性。
关键词
欠驱动
无人艇
变增益
扩张干扰观测器
变前视距离
积分视线导引
航迹跟踪
Keywords
underactuated
unmanned surface vessels (USV)
variable gain
extended observer
variable line-of-sight (LOS)
integral LOS (ILOS)
course tracking
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进积分视线导引策略的欠驱动无人水面艇路径跟踪
陈霄
刘忠
张建强
董蛟
周德超
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
17
在线阅读
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职称材料
2
基于干扰观测的欠驱动无人艇自适应航迹跟踪控制算法
董蛟
刘忠
张建强
陈霄
周德超
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
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