水下多智能体群协调控制仿真分析
2012-12-02张卫东佘莹莹唐正茂
舰船科学技术 2012年8期
张卫东,佘莹莹,唐正茂
(1.海军驻葫芦岛431 厂军事代表室,辽宁 葫芦岛125004;2.武汉第二船舶设计研究所,湖北 武汉430064)
0 引 言
随着应用的需要和技术的发展,多智能体系统的协调控制在世界范围内掀起了研究热潮。作为多智能体系统协调控制中的研究热点,一致性问题主要是基于多智能体系统中的智能体相互之间的信息交换,通过设计一致性协议使得所有智能体的状态达到某同一值。文献[1-6]对该问题做了大量的研究。
由于海底环境的复杂多变和无法预知,很多工作都不适合潜水员以及载人潜水器进行。作为海洋资源开发工具,水下智能体(AUV)成为当今各国在海洋工程领域中的研究热点。这主要是由于在实际的水下作业中,AUV 可以自主地运行在远程的、难于接近的、无法预知的或危险的海洋环境中,完成自主导航、自主避障和自主作业等任务。
本文主要研究在AUV 群按照给定规律运动时的稳定性问题。由于大多数一致性问题的研究都是假设最终达到的一致性值是固定不变的常数。在AUV群的运动控制中,要求系统在水中以规定的队列沿着指定的运动方式前行,此时,一致性问题的最终一致性值应随时间而动态变化。这里基于一致性理论的思想,在具有通信约束的情况下,对每个AUV设计1 个分布式控制器,使它们能按照给定的队列进行运动。
1 AUV 运动模型
在一般情况下,AUV 在水中的运动可看作刚体在流体中的空间运动。当AUV 在运动中的航向不变,仅改变深度时,其重心始终保持在同一铅垂平面内;在航向改变,深度不变时,AUV 的重心始终保持在同一水平面内。……
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