一种分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法及系统技术方案

本发明专利技术属于控制系统技术领域，公开了一种分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法及系统，包括：S1，采用虚拟领导‑跟随者编队结构，包括1个虚拟领导无人艇和N个跟随无人艇；S2，建立预设时间状态观测器估计领导无人艇的状态信息；S3，设计无人艇分布式预设时间协同编队控制器。本发明专利技术采用分布式编队控制方法。与集中式控制相比，分布式控制分担了计算压力，且编队中的任意个体出现故障不会导致整个编队系统崩溃，鲁棒性更好。与分散式控制相比，分布式控制可以通过局部控制器之间的协作达到整体最优。此外，分布式编队还具有扩展性强、可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于控制系统，尤其涉及一种分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法及系统。

技术介绍

1、近年来，随着航海技术和海洋工程领域的快速发展，研究者们受到自然界中鸟类成群迁徙、鱼类成群游动等各种生物群体活动的启发，开始将集群编队策略应用到多水面无人自主系统中。多水面无人艇编队相较于单艇具有分布式、自适应和灵活性等多种优点，能够适应海上日益复杂的任务需求。因此，水面无人艇编队控制技术已经成为海洋工程领域的热点问题之一。从控制方法的角度来看传统的编队控制一般采用集中式控制，但是集中式控制共用一个中央控制器，系统的容错性和扩展性都受到极大限制，这不利于大规模编队控制的实施。与集中式控制相比，分布式控制分担了计算压力，且编队中某个个体出现故障不会致使整个系统崩溃，系统鲁棒性和可靠性更高。此外，目前多船编队控制的研究主要是针对系统无穷时间收敛的控制问题，即系统从初始状态收敛到平衡点的时间无穷大，这将无法胜任有快速收敛需求的控制任务。有限时间控制由于可突破收敛的渐进性，同时具有更好的控制性能和出色的鲁棒性，因而广泛应用于海上无人系统的编队控制问题。值得注意的是，有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，S1中，第i个跟随无人艇的运动和动力学模型建立如下：

3.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，第i个跟随无人艇的动态可进行如下描述：

4.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，S2具体包括：

5.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，S3中，预设时间编队跟踪控制器构造如下：</p>

6.一种...

【技术特征摘要】

1.一种分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，s1中，第i个跟随无人艇的运动和动力学模型建立如下：

3.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，第i个跟随无人艇的动态可进行如下描述：

4.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，s2具体包括：

5.如权利要求1所述的分布式水面无人艇预设时间编队协同控制方法，其特征在于，s3中，预设时间编队跟踪控制器构造如下：

6.一种应用如权利要求1～5任意一项所述分布式水面无人艇预设时间编队协...

【专利技术属性】
技术研发人员：随博文，刘忠，张建强，韦俊宝，张媛媛，刘一平，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：