一种基于数据驱动的多无人船集群协同跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数据驱动的多无人船集群协同跟踪控制方法，属于无人船集群智能控制领域。本发明专利技术首先构建多无人船集群分布式协同控制的通信拓扑；基于未知的外部干扰和非线性不确定性构建带有干扰项的单无人船航速与航向系统动态线性化数据模型；构建单无人船跟踪动态目标点的平滑抗干扰轨迹跟踪算法；构建多无人船分布式无模型自适应控制的伪雅可比矩阵估计和分布式扰动补偿控制器；构建复位算法和实际无人船的控制器；最终，实现多无人船集群协同跟踪控制。本发明专利技术突破了传统控制方法的局限，无需依赖复杂的系统模型信息，仅利用系统的输入输出数据，实现了一种完全数据驱动的智能控制策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人船集群智能控制领域，具体涉及一种基于数据驱动的多无人船集群协同跟踪控制方法。

技术介绍

1、无人船是一种可以执行预定任务的无人驾驶船舶，在敌舰跟踪、海洋监测和海上救援等领域发挥着重要作用。无人船作为一种高度复杂的非线性时变系统，具有强耦合、欠驱动的特性，并且面临着模型不确定性、未建模动态和外部强干扰等挑战。目前，大多数控制方法都是基于模型的，这些方法在设计控制器时严重依赖于精确的动力学模型，导致结构过于复杂。然而，对于无人船来说，实时获取精确的模型数据是非常困难的，而且大多数的浪涌/航向控制方法并没有考虑到欠驱动无人船的模型信息，例如船舶的操纵性和机动性，以及执行器的机械饱和等固有限制。此外，这些方法很少考虑到无人船在实际复杂运行条件下的表现，比如模型摄动和海洋环境干扰力等不确定性因素。对多无人船集群协同控制提出了挑战。

2、目前，无人船轨迹跟踪控制算法主要分为基于模型和无模型两种。当模型信息准确时，基于模型的控制方法是有效的，但无人船复杂的非线性特性使得建立精确的模型非常困难，影响了控制效果。现有的一些无模型算法，如pid控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数据驱动的多无人船集群协同跟踪控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，多无人船集群分布式协同控制的通信拓扑表示为；其中，表示通信拓扑中的节点，即多无人船集群中的各无人船； 表示边集，如果无人船能够获取无人船传递的信息，则表示为，同时称无人船为无人船的邻居，定义无人船的邻居集；为邻接矩阵，为的权值，如果，则，否则；同时，定义；另外定义节点0表示待跟踪目标点，表示无人船能否直接获取待跟踪目标点的信息，若无人船能直接获取待跟踪目标点的信息，则，否则，。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2）中，带有干扰...

【技术特征摘要】

1.一种基于数据驱动的多无人船集群协同跟踪控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，多无人船集群分布式协同控制的通信拓扑表示为；其中，表示通信拓扑中的节点，即多无人船集群中的各无人船； 表示边集，如果无人船能够获取无人船传递的信息，则表示为，同时称无人船为无人船的邻居，定义无人船的邻居集；为邻接矩阵，为的权值，如果，则，否则；同时，定义；另外定义节点0表示待跟踪目标点，表示无人船能否直接获取待跟踪目标点的信息，若无人船能直接获取待跟踪目标点的信息，则，否则，。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2）中，带有干扰项的单无人船航速与航向系统动态线性化数据模型表示为：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3）中，所述构建单无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：董山玲，吴朝健，刘妹琴，张森林，赖芷怡，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：