欠驅(qū)動水下航行器編隊(duì)協(xié)同控制研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動規(guī)范( 試行) 》。另外，該學(xué)位論文為( ) 課題( 組)的研究成果，獲得( ) 課題( 組) 經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在( ) 實(shí)驗(yàn)室完成。( 請?jiān)谝陨侠ㄌ杻?nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲

2、明人c ㈣：耕封獅l6 年j 具t ／夕E ]摘要摘要欠驅(qū)動水下航行器( U U V ) 的誕生為人類進(jìn)行海洋探索和資源開發(fā)提供新的工具。在海洋資源探索、海底地形測繪、海難搜救以及軍事上進(jìn)行海洋監(jiān)視、反潛戰(zhàn)和反水雷戰(zhàn)等方面，欠驅(qū)動水下航行器體現(xiàn)了它強(qiáng)大的利用價(jià)值。由于大范圍的水下作業(yè)，單個(gè)U U V 個(gè)體的能力限制，需要多個(gè)U U V 進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，從而提高系統(tǒng)的工作效率，完成復(fù)雜的水下任務(wù)。因此，急需有效的編隊(duì)控制策略，合理地分配各U

3、 U V 的工作任務(wù)，建立適當(dāng)?shù)木庩?duì)隊(duì)形。本文在國內(nèi)外關(guān)于水下航行器的相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，分別研究了欠驅(qū)動水下航行器垂直面運(yùn)動控制和編隊(duì)協(xié)同路徑跟蹤控制問題。著重研究了針對海流干擾及模型參數(shù)不確定性影響下的U U v 編隊(duì)協(xié)同路徑跟蹤控制問題。主要研究內(nèi)容如下：第一，對海流干擾影響下的欠驅(qū)動水下航行器垂直面運(yùn)動控制進(jìn)行研究，將水下航行器變深運(yùn)動轉(zhuǎn)化為垂直面路徑跟蹤控制，基于反步法和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)跟蹤控制器，實(shí)現(xiàn)對期望路徑的漸近跟

4、蹤。第二，針對復(fù)雜海洋環(huán)境下的U U V 編隊(duì)協(xié)同控制問題，基于虛擬結(jié)構(gòu)法，結(jié)合路徑跟蹤控制和一致性算法構(gòu)建編隊(duì)運(yùn)動控制策略。將編隊(duì)任務(wù)分成兩部分：其一，單個(gè)U U V 個(gè)體的路徑跟蹤控制，即利用反步法和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)路徑跟蹤控制器，完成對各自期望路徑的跟蹤；其二，多個(gè)U U v 之間的編隊(duì)協(xié)同控制，即設(shè)計(jì)一致性協(xié)同算法，使得各個(gè)路徑參數(shù)趨于一致，完成U U V編隊(duì)的協(xié)同運(yùn)動。考慮海流干擾和模型參數(shù)不確定性的影響，對海流干擾設(shè)