西北工业大学学报
西北工業大學學報
서북공업대학학보
JOURNAL OF NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY
2014年
5期
769-774
,共6页
严卫生%左磊%崔荣鑫%陈伟
嚴衛生%左磊%崔榮鑫%陳偉
엄위생%좌뢰%최영흠%진위
覆盖控制%多ASV%洋流%欠驱动系统
覆蓋控製%多ASV%洋流%欠驅動繫統
복개공제%다ASV%양류%흠구동계통
针对洋流干扰下的多自主水面无人船( ASV)对有限海洋环境进行覆盖监控的最优化问题,提出一种基于环境信息密度的分布式控制方法。该控制方法是在考虑洋流因素的情况下,以二阶Euler-Lagrange模型为控制模型的最优覆盖策略。首先建立基于欠驱动系统的最优覆盖模型,提出时变洋流干扰下的多ASV最优区域分配算法。在此基础上,针对ASV的欠驱动特性,综合应用运动学控制方法与Backstepping技术设计基于二阶Euler-lagrange方程的最优覆盖控制算法,并利用Lyapunov稳定性理论证明其稳定性。最后对多ASV最优覆盖网络进行仿真验证实验,实验结果表明该控制方法能够使多ASV在洋流干扰下从区域Q的任意初始位置收敛到最优覆盖配置。
針對洋流榦擾下的多自主水麵無人船( ASV)對有限海洋環境進行覆蓋鑑控的最優化問題,提齣一種基于環境信息密度的分佈式控製方法。該控製方法是在攷慮洋流因素的情況下,以二階Euler-Lagrange模型為控製模型的最優覆蓋策略。首先建立基于欠驅動繫統的最優覆蓋模型,提齣時變洋流榦擾下的多ASV最優區域分配算法。在此基礎上,針對ASV的欠驅動特性,綜閤應用運動學控製方法與Backstepping技術設計基于二階Euler-lagrange方程的最優覆蓋控製算法,併利用Lyapunov穩定性理論證明其穩定性。最後對多ASV最優覆蓋網絡進行倣真驗證實驗,實驗結果錶明該控製方法能夠使多ASV在洋流榦擾下從區域Q的任意初始位置收斂到最優覆蓋配置。
침대양류간우하적다자주수면무인선( ASV)대유한해양배경진행복개감공적최우화문제,제출일충기우배경신식밀도적분포식공제방법。해공제방법시재고필양류인소적정황하,이이계Euler-Lagrange모형위공제모형적최우복개책략。수선건립기우흠구동계통적최우복개모형,제출시변양류간우하적다ASV최우구역분배산법。재차기출상,침대ASV적흠구동특성,종합응용운동학공제방법여Backstepping기술설계기우이계Euler-lagrange방정적최우복개공제산법,병이용Lyapunov은정성이론증명기은정성。최후대다ASV최우복개망락진행방진험증실험,실험결과표명해공제방법능구사다ASV재양류간우하종구역Q적임의초시위치수렴도최우복개배치。
A decentralized coverage control law is presented to drive a network of autonomous underwater vehicles ( ASVs) to an optimal coverage configuration in the ocean environment. Firstly, the transformation of Voronoi Parti-tion is proposed with the disturbance by ocean currents considered. The transformation recalculated the Voronoi Par-tition and the optimization localization. A controller is provided by introducing a kinematic algorithm to propagate ASVs throughout the network with arbitrary initial positions. The dynamical control law is then improved from the ki-nematic controller by employing the adaptive back-stepping techniques. Convergence and stability of ASV system are proved with Lyapunov stability theorem. Simulation results are presented to illustrate the effectiveness of these approaches.