Control de seguimiento de formación de tiempo fijo de múltiples embarcaciones no tripuladas en la superficie considerando perturbaciones agrupadas y saturación de entrada
Autores: Sui, Bowen; Zhang, Jianqiang; Li, Yan; Zhang, Yuanyuan; Liu, Zhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de seguimiento de formación de tiempo fijo de múltiples embarcaciones no tripuladas en la superficie considerando perturbaciones agrupadas y saturación de entrada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Control de seguimiento de trayectoria de formación
Embarcaciones superficiales no tripuladas
Observador de perturbaciones agrupadas adaptativo de super-torsión
Control de tiempo fijo
Algoritmo virtual líder-seguidor
Saturación de entrada
Licencia
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Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga el desafiante problema del control de seguimiento de trayectorias de formación en tiempo fijo para múltiples embarcaciones no tripuladas (USVs) afectadas por dinámicas de modelo inciertas, perturbaciones externas oceánicas variables en el tiempo, así como saturación de entrada. En primer lugar, se crea un observador de perturbaciones agrupadas super-twisting adaptativo (ASTLDO) integrando el modo deslizante de alto orden con la tecnología del observador, que puede observar y compensar con precisión la compleja perturbación del sistema en un tiempo finito. En segundo lugar, siguiendo al observador de perturbaciones, la técnica de backstepping, el control en tiempo fijo y el algoritmo virtual líder-seguidor, se implementa la estrategia de seguimiento de formación en tiempo fijo. El esquema de control de seguimiento de formación propuesto permite que el sistema de múltiples embarcaciones converja y mantenga una formación deseada estable en un tiempo fijo, y el tiempo de convergencia es independiente de los estados iniciales del sistema. Además, se introduce un sistema auxiliar adaptativo para mitigar la saturación de entrada. Por último, la efectividad y la capacidad anti-interferencia del enfoque sugerido son confirmadas por los resultados de simulación de formación de tres USVs.
Descripción
Este documento investiga el desafiante problema del control de seguimiento de trayectorias de formación en tiempo fijo para múltiples embarcaciones no tripuladas (USVs) afectadas por dinámicas de modelo inciertas, perturbaciones externas oceánicas variables en el tiempo, así como saturación de entrada. En primer lugar, se crea un observador de perturbaciones agrupadas super-twisting adaptativo (ASTLDO) integrando el modo deslizante de alto orden con la tecnología del observador, que puede observar y compensar con precisión la compleja perturbación del sistema en un tiempo finito. En segundo lugar, siguiendo al observador de perturbaciones, la técnica de backstepping, el control en tiempo fijo y el algoritmo virtual líder-seguidor, se implementa la estrategia de seguimiento de formación en tiempo fijo. El esquema de control de seguimiento de formación propuesto permite que el sistema de múltiples embarcaciones converja y mantenga una formación deseada estable en un tiempo fijo, y el tiempo de convergencia es independiente de los estados iniciales del sistema. Además, se introduce un sistema auxiliar adaptativo para mitigar la saturación de entrada. Por último, la efectividad y la capacidad anti-interferencia del enfoque sugerido son confirmadas por los resultados de simulación de formación de tres USVs.