欠驅動水下航行器編隊協(xié)同控制研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范( 試行) 》。另外，該學位論文為( ) 課題( 組)的研究成果，獲得( ) 課題( 組) 經(jīng)費或實驗室的資助，在( ) 實驗室完成。( 請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。)聲

2、明人c ㈣：耕封獅l6 年j 具t ／夕E ]摘要摘要欠驅動水下航行器( U U V ) 的誕生為人類進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行海洋監(jiān)視、反潛戰(zhàn)和反水雷戰(zhàn)等方面，欠驅動水下航行器體現(xiàn)了它強大的利用價值。由于大范圍的水下作業(yè)，單個U U V 個體的能力限制，需要多個U U V 進行協(xié)同作業(yè)，從而提高系統(tǒng)的工作效率，完成復雜的水下任務。因此，急需有效的編隊控制策略，合理地分配各U

3、 U V 的工作任務，建立適當?shù)木庩犼犘?。本文在國內外關于水下航行器的相關研究的基礎上，分別研究了欠驅動水下航行器垂直面運動控制和編隊協(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 編隊協(xié)同路徑跟蹤控制問題。主要研究內容如下：第一，對海流干擾影響下的欠驅動水下航行器垂直面運動控制進行研究，將水下航行器變深運動轉化為垂直面路徑跟蹤控制，基于反步法和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設計跟蹤控制器，實現(xiàn)對期望路徑的漸近跟

4、蹤。第二，針對復雜海洋環(huán)境下的U U V 編隊協(xié)同控制問題，基于虛擬結構法，結合路徑跟蹤控制和一致性算法構建編隊運動控制策略。將編隊任務分成兩部分：其一，單個U U V 個體的路徑跟蹤控制，即利用反步法和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設計路徑跟蹤控制器，完成對各自期望路徑的跟蹤；其二，多個U U v 之間的編隊協(xié)同控制，即設計一致性協(xié)同算法，使得各個路徑參數(shù)趨于一致，完成U U V編隊的協(xié)同運動?？紤]海流干擾和模型參數(shù)不確定性的影響，對海流干擾設