【摘要】：無人水面艇在路徑跟蹤過程中容易受到波浪環(huán)境的干擾,針對該問題提出一種基于可變船長比的直線路徑跟蹤方法。建立了固定雙槳無人水面艇在二階波浪力下的運(yùn)動模型,根據(jù)視距導(dǎo)航原理,設(shè)計了跟蹤期望航向角的PD控制器,通過融合路徑方向、距離偏差及船長比等信息,實(shí)時調(diào)整左右兩側(cè)推進(jìn)電機(jī)的控制電壓,實(shí)現(xiàn)無人水面艇直線路徑跟蹤。針對不同船長比對直線路徑跟蹤的影響,在PD控制器中增加了以跟蹤過程中的距離偏差和距離偏差變化率為輸入、以船長比為輸出的模糊推理模塊,對船長比進(jìn)行實(shí)時在線調(diào)整,提高了系統(tǒng)的抗波浪干擾性能。仿真結(jié)果表明,較之固定船長比的路徑跟蹤方法,所提方法使跟蹤過程具有更好的動態(tài)性能,并且可減小波浪干擾下的路徑跟蹤偏差,有效克服波浪的干擾作用。
[Abstract]:Unmanned surface craft is easy to be disturbed by wave environment in the course of path tracking. In order to solve this problem, a linear path tracking method based on variable captain ratio is proposed. The motion model of the fixed twin-propeller unmanned surface boat under second-order wave force is established. According to the principle of visual distance navigation, a PD controller is designed to track the desired course angle. By combining the information of path direction, distance deviation and captain's ratio, etc. The linear path tracking of unmanned surface craft is realized by real-time adjusting the control voltage of the propulsion motor on both sides of the left and right sides. In view of the influence of different captain ratio on linear path tracking, a fuzzy inference module is added to the PD controller, which takes the distance deviation and range deviation rate as input and the captain ratio as output. The real-time on-line adjustment of ship captain ratio improves the anti-wave performance of the system. The simulation results show that compared with the path tracking method with fixed captain-to-captain ratio, the proposed method has better dynamic performance, and can reduce the path tracking deviation under wave interference, and effectively overcome the wave interference.
【作者單位】： 上海海事大學(xué)航運(yùn)技術(shù)與控制工程交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海海事大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51309148) 上海市教委科研創(chuàng)新項(xiàng)目(14YZ104) 上海海事大學(xué)研究生學(xué)術(shù)新人培育計劃項(xiàng)目(YXR2015024)
【分類號】：U664.82;TP273

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本文編號：2457156