单向拓扑下基于DMPC与改进APF的水面无人艇编队运动控制算法

摘要：

多水面无人艇编队运动控制是多水面无人艇智能化的核心技术,也是当前研究的热点.重点讨论了编队部分成员无法获得编队平衡先验信息条件下的水面无人艇编队运动控制问题.首先,针对编队先验信息不平衡条件下无人艇编队保持困难的问题,将领航–跟随结构与分布式模型预测控制算法结合,通过设定通信优先级和单向拓扑结构,在分布式模型预测控制算法中引入假设状态空间和平衡状态空间,以实现部分跟随者无法获取编队平衡先验信息情况下的无人艇编队保持;其次,针对编队航行过程中障碍物规避安全性不足的问题,将改进的人工势场法与模型预测控制相结合,设计了无人艇自主避障控制器,提升了编队航行过程的安全性;最后,通过仿真平台对所提方案的可行性进行了验证.所提方法可以为进一步研究复杂环境下多水面无人艇编队运动控制提供参考.

关键词：水面无人艇、编队运动控制、分布式模型预测控制、领航-跟随结构、人工势场法、障碍物规避

所属期刊栏目：5

分类号：U664.82(船舶工程)

资助基金：国防科技重点实验室项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1-11