基于分布式模型预测控制的欠驱动AUV编队控制

TJ630.33%U674.941; 分布式模型预测控制(DMPC)相较于集中式模型预测控制具有更低的计算量、更强的容错性和鲁棒性,被广泛应用于多智能体编队控制.文中提出了一种基于DMPC的欠驱动自主水下航行器(AUV)编队控制方法,基于局部邻居信息为各AUV控制器构建预测控制的代价函数和约束条件,通过优化算法求解一定时域内的最优控制输入.同时,针对编队系统可能存在的障碍物避碰问题和通信时延问题,分别设计了基于距离和相对视线差的避障方法,以及在接收到所有邻居信息后再求解的等待机制.仿真结果表明,采用文中方法,多航行器编队能够在障碍及通信时延条件下保持队形稳定....

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Published in水下无人系统学报 Vol. 31; no. 3; pp. 405 - 412
Main Authors 郭渊博, 李琦, 闵博旭, 高剑, 陈依民
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西北工业大学航海学院,陕西西安,710072 01.06.2023
Subjects
分布式模型预测控制
autonomous undersea vehicle
distributed model predictive control
自主水下航行器
编队避障
obstacle avoidance in formation
communication delay
通信时延
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ISSN2096-3920
DOI10.11993/j.issn.2096-3920.202204018

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Summary:TJ630.33%U674.941; 分布式模型预测控制(DMPC)相较于集中式模型预测控制具有更低的计算量、更强的容错性和鲁棒性,被广泛应用于多智能体编队控制.文中提出了一种基于DMPC的欠驱动自主水下航行器(AUV)编队控制方法,基于局部邻居信息为各AUV控制器构建预测控制的代价函数和约束条件,通过优化算法求解一定时域内的最优控制输入.同时,针对编队系统可能存在的障碍物避碰问题和通信时延问题,分别设计了基于距离和相对视线差的避障方法,以及在接收到所有邻居信息后再求解的等待机制.仿真结果表明,采用文中方法,多航行器编队能够在障碍及通信时延条件下保持队形稳定.
ISSN:2096-3920
DOI:10.11993/j.issn.2096-3920.202204018