動態(tài)環(huán)境下多船編隊及避障研究.pdf

1、隨著人口數(shù)量的增加，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，最初人們探索資源的目光僅僅停留在陸地上，而如今很多人把目光由陸地轉(zhuǎn)向海洋。為了能有效地利用海上資源，很多學(xué)者對海上技術(shù)作了大量的研究，比如:海底鋪管、水下機(jī)器人、海上船舶運(yùn)動等。因此，目前有很多理論性成果，如:船舶動力定位、水下機(jī)器人運(yùn)動規(guī)劃、軌跡跟蹤等。
　　 本文在學(xué)者們研究的基礎(chǔ)上，主要對船舶作了深入的研究。本文從三個方面對船舶進(jìn)行了研究，首先對船舶的研究領(lǐng)域以及船舶的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作

2、了詳細(xì)闡述;其次根據(jù)實(shí)際生活的需要，對船舶的編隊方法進(jìn)行了介紹，同時也提出了本文的編隊控制方法;最后，考慮船舶運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性，對船舶的避障控制進(jìn)行了研究，并且也提出了本文的避障控制方法。其本文做的研究內(nèi)容與主要工作如下:
　　 1.船舶最優(yōu)軌跡跟蹤的研究
　　 針對船舶軌跡跟蹤問題，本文基于Back-stepping的方法，提出了最優(yōu)跟蹤的思想，即采用點(diǎn)到期望直線的最短距離方法尋找最優(yōu)跟蹤點(diǎn)。讓船舶跟蹤所選擇的最優(yōu)跟蹤

3、點(diǎn)，達(dá)到船舶最優(yōu)軌跡跟蹤的效果。通過MATLAB仿真與分析得知:在動態(tài)環(huán)境下，本文所提出的方法能達(dá)到較好的軌跡跟蹤效果。
　　 2.船舶編隊問題的研究
　　 針對船舶編隊問題，本文基于Leader-follower的編隊控制方法，采用最優(yōu)跟蹤直線編隊的思想編隊，即:使Leader按最優(yōu)跟蹤思想進(jìn)行軌跡跟蹤，用Leader-Follower的控制方法使Leader與Follower在前進(jìn)中保持一定的隊形;考慮到船舶運(yùn)行環(huán)境

4、的復(fù)雜性，提出了編隊過程中進(jìn)行抗干擾，即:設(shè)計輔助的控制信號，用來補(bǔ)償外界環(huán)境對系統(tǒng)的擾動。通過MATLAB仿真與分析得知:在動態(tài)環(huán)境下，本文所提出的方法能達(dá)到較好的編隊效果。
　　 3.船舶避障問題的研究
　　 由于船舶運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性，為了使船舶能順利的到達(dá)目的地，針對船舶避障問題，本文基于人工勢場法，并在其改進(jìn)的人工勢場法中添加模糊規(guī)則進(jìn)行避障，模糊規(guī)則的添加解決了人工勢場中局部極小值的問題。通過MATLAB仿真與