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風(fēng)干擾下基于變船長(cháng)比的無(wú)人水面艇路徑跟蹤方法
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:

鄭體強(1990-),男,江蘇徐州人,碩士研究生,主要研究方向為船舶與港口自動(dòng)化技術(shù)方向的研究。[FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:

國家自然科學(xué)基金(51309148);上海市教委科研創(chuàng )新項目(14YZ104);上海海事大學(xué)研究生學(xué)術(shù)新人培訓計劃(YXR2015024)。


Path Following Method of Unmanned Surface Vehicle Based on Variable Ship Length Rate Under the Wind Interference
Author:
Affiliation:

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

Fund Project:

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    摘要:

    針對無(wú)人水面艇在路徑跟蹤過(guò)程中易受風(fēng)環(huán)境干擾的問(wèn)題,建立了風(fēng)環(huán)境下無(wú)人水面艇的運動(dòng)數學(xué)模型,提出一種用于抵抗風(fēng)干擾的直線(xiàn)路徑跟蹤方法;首先,基于視距導航原理,設計了跟蹤期望航向角的PD控制器,通過(guò)融合路徑方向,距離偏差及船長(cháng)比等信息,實(shí)時(shí)調整左右兩側推進(jìn)電機的控制電壓,實(shí)現無(wú)人水面艇直線(xiàn)路徑跟蹤;然后,針對不同船長(cháng)比對直線(xiàn)路徑跟蹤的影響,采用模糊控制方法,設計了以跟蹤過(guò)程中的距離偏差和距離偏差變化率為輸入,以船長(cháng)比為輸出的模糊控制模塊,對船長(cháng)比進(jìn)行自適應調整,以提高控制器的抗風(fēng)干擾性能;仿真結果表明,所提方法可減小風(fēng)干擾作用下的跟蹤靜差,較之傳統單純PD控制方法,抵抗風(fēng)干擾的能力得到提高。

    Abstract:

    In order to resist the wind interference that may occur when the Unmanned Surface Vehicle(USV) follows the straight path, the mathematical model of the USV in the wind environment is established and a straight path following method for resisting wind interference is presented. First,based on the principle of Line of Sight(LOS), the PD controller that follows the desired heading angel is designed, which can adjust the control voltage of the left and right propulsion motor timely,so that the USV can follow a straight path through fusing ship length rate,path orientation,distance error and other information.Then, according to the influence of ship length rate on straight path following, a fuzzy control module whose output is ship length rate and whose inputs are the distance error and the derivative of distance error is designed ,which is used to adjust ship length rate so as to improve the performance of resisting wind interference.The simulating experiments show that the proposed method can reduce the static following error under the wind interference.In comparison with the traditional PD method ,the ability to resist wind interference is improved.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

鄭體強,王建華,趙夢(mèng)鎧,吳恭興.風(fēng)干擾下基于變船長(cháng)比的無(wú)人水面艇路徑跟蹤方法計算機測量與控制[J].,2016,24(3):163-167.

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歷史
  • 收稿日期:2015-09-01
  • 最后修改日期:2015-11-04
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  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2016-07-27
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