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基于模糊控制的無(wú)人水面艇直線(xiàn)路徑跟蹤方法
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(上海海事大學(xué) 航運技術(shù)與控制工程交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗室,上海 201306)

作者簡(jiǎn)介:

吳玉平(1986-),女,河北衡水人,碩士研究生,主要從事船舶與港口自動(dòng)化技術(shù)方向的研究。 [FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

TP3

基金項目:

上海市科技攻關(guān)項目(11dz1205600);上海市教委科研創(chuàng )新項目(14YZ104)。


Straight Path Tracking Method of an Unmanned Surface Vehicle Based on Fuzzy Control
Author:
Affiliation:

(Marine Technology & Control Engineering Key Laboratory, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China)

Fund Project:

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    摘要:

    針對直流電機驅動(dòng)固定雙槳的無(wú)人水面艇,提出一種基于模糊控制的直線(xiàn)路徑跟蹤方法;利用無(wú)人水面艇到目標路徑的垂直距離以及無(wú)人水面艇的實(shí)際航向與給定路徑方向的差值來(lái)確定無(wú)人水面艇的當前狀態(tài),根據模糊推理的方法實(shí)時(shí)調整左右兩側推進(jìn)電機的輸入電壓,進(jìn)而改變無(wú)人水面艇的運動(dòng)狀態(tài),實(shí)現無(wú)人水面艇自主直線(xiàn)路徑跟蹤;模糊控制器采用雙輸入雙輸出的控制結構,無(wú)需建立精確的控制器模型,在無(wú)人水面艇初始位置相對于跟蹤直線(xiàn)的不同位置關(guān)系情況下進(jìn)行了仿真實(shí)驗,并與PID控制器的性能進(jìn)行了比較,仿真結果表明:在初始航向偏差角較大時(shí),如2π/3、π時(shí),該方法克服了采用固定參數PID控制方法時(shí)出現的大迴轉現象;在初始航向偏差角較小時(shí),如π/4、3π/7、π/2時(shí),該方法在超調量以及調節時(shí)間方面的直線(xiàn)跟蹤性能優(yōu)于固定參數PID控制方法。

    Abstract:

    A straight path tracking method of an Unmanned Surface Vehicle(USV)based on fuzzy control is presented in this paper for the electrically propelled USV,who was equipped with twin fixed propellers. We determine the current state of the USV by the distance of the USV to the target path and the difference between the actual heading direction and the given path. The fuzzy algorithm is used to adjust the input voltage of the right and left propulsion motor timely to change the motion state of the USV, so that the USV can track a straight line autonomously. The fuzzy controller has two inputs and two outputs, and accurate mathematical models needn’t to be established. The simulating experiments in different cases of initial position and pose of the USV with respect to the straight line demonstrate the effectiveness of the method. By comparing with the PID method, The simulating experiments show that the proposed method can avoid the big gyration that appears when PID controller is used at large initial deviation of course angle, e.g.,. In comparison with PID controller, the fuzzy PID has better performance in overshoot and regulation time at small initial angle deviations, e.g.π/4,3π/7,π/2.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

吳玉平,王建華,楊釗.基于模糊控制的無(wú)人水面艇直線(xiàn)路徑跟蹤方法計算機測量與控制[J].,2014,22(5):1394-1397.

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歷史
  • 收稿日期:2013-12-05
  • 最后修改日期:2014-02-01
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  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2014-12-16
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