基于相对方位信息和人工势场的AUV集群队形混合控制研究  

作　　者：崔振华 

机构地区：[1]上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海201100

出　　处：《装备制造技术》2023年第11期30-33,共4页Equipment Manufacturing Technology

摘　　要：自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)是水下探索和作业的重要工具,多AUV协同作业具有单AUV不具备的高性能和容错性,在AUV集群协同控制中,队形控制具有重要的研究价值。基于相对方位信息的AUV集群队形控制能够利用较少的信息输入,控制多AUV构成唯一的队形。但是正因为基于相对方位信息,在AUV相对运动过程中,可能出现原本建立通信的多个AUV间距离过大,导致通信中断,或是多个AUV间距离过小,发生碰撞的问题。人工势场是一种非常有效的控制多个对象间距离的规划和控制方法,在基于相对方位信息的AUV集群队形控制中引入人工势场,构成混合控制器,能够有效将集群内AUV相对运动控制在安全范围内。在AUV间相对运动超过一定距离时,人工势场的引力作用使AUV间距离缩小,防止通信中断,在AUV间相对运动间距过小时,人工势场的斥力作用使AUV间距离增大,防止碰撞。将两种方法结合,能够在安全距离内,控制AUV集群转移到期望队形。仿真结果显示,混合控制器收敛的同时,还能使AUV间距离保持在相对安全的范围。

关 键 词：队形控制 安全距离 相对方位 人工势场 混合控制 

分 类 号：P756[天文地球—海洋科学] TP242.2[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]