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近些年来,由于陆地资源的短缺日益严重,全世界范围内对海上资源的争夺愈演愈烈。水下机器人在海洋探索中可以发挥重要的作用,因此对它的研究工作也越来越多。在水下机器人的众多研究方向中,多水下机器人系统的控制逐渐占据了重要的地位。合理有效地利用多个水下机器人组成一个系统,可以提高工作效率,满足更多的工作需求。一致性控制是多水下机器人控制的基础,其原理是通过对系统中的每一个个体设计一致性算法,对其进行控制,最终使所有的水下机器人的某个状态,比如位置或速度状态达到一致,从而完成既定的控制目标。目前常用的水下机器人种类很多,本文的研究对象是自主式水下机器人(简称AUV)。本文针对多AUV系统的一致性控制问题,结合图论和自适应模糊反步技术,分别利用反步法构造动态面控制器和命令滤波控制器,对多AUV系统进行有效的一致性跟踪控制。论文的主要研究成果如下:1.研究了基于自适应模糊动态面技术的多AUV系统一致性控制。选取合适的多AUV系统模型,运用图论相关知识对多AUV系统进行描述,利用模糊逼近定理,结合自适应技术对系统中包含的非线性项进行处理;利用动态面技术,解决采用反步法对最终的控制器进行递推时,由于对虚拟控制函数连续求导而产生的不可避免的“计算爆炸”问题;最后得出最终的自适应模糊动态面控制器,利用Lyapunov理论对多AUV系统的稳定性给出证明,并利用Matlab软件的Simulink模块进行实验仿真。仿真结果说明本文提出的方法具有一定的可行性及高效性。2.研究了基于自适应模糊命令滤波技术的考虑输入饱和多AUV系统的一致性问题。结合图论对考虑输入饱和的多AUV系统进行描述,利用模糊逼近定理处理考虑输入饱和的多AUV系统中的非线性项;随后,将所有构造出的虚拟控制信号都使用命令滤波器处理,有效解决了反步递推过程中产生的不可避免的“计算爆炸”问题;同时,引入误差补偿机制,将系统中滤波所产生误差带来的影响降低;最后,证明整个系统是半全局一致性有界的,并在计算机中搭建仿真环境进行仿真。仿真结果证明当输入信号受限时,本文设计的自适应模糊命令滤波控制器同样可以实现系统的一致性控制。3.针对自适应模糊动态面控制方法和自适应模糊命令滤波控制方法进行对比研究。通过对比可以看出,尽管两种控制方法都能实现良好的控制效果,但是由于命令滤波技术中引入了误差补偿机制对滤波误差带来的影响进行消除,它的跟踪速度比动态面技术更快,跟踪效果比动态面技术更好。