燕聃聃,文元桥,肖长诗,张帆,周春辉

(武汉理工大学 a.航运学院; b.内河航运技术湖北省重点实验室, 武汉 430063)



吊舱推进的小型水面无人船航迹控制系统设计

燕聃聃,文元桥,肖长诗,张帆,周春辉

(武汉理工大学 a.航运学院; b.内河航运技术湖北省重点实验室, 武汉 430063)

为解决适应内河通航环境的小型水面无人船(USV)航迹控制的快速性和鲁棒性问题，以小型水面无人船为研究对象，设计一种基于吊舱推进的USV航迹控制系统，该航迹控制系统由航迹控制器、航向控制器、转向操作机构、电罗经、D-GPS，以及角度检测传感器组成。其中航迹控制采用改进的LOS(Line of Sight)导航算法；航向控制器由两级模糊控制器构成，可同时满足大角度转向控制和小角度航向保持的性能要求。仿真和实船试验结果皆表明，该控制系统能够满足内河复杂通航条件下USV对航迹控制的要求。

USV；LOS；模糊控制；航迹控制；吊舱

由于内河水域船舶通航密度大，航道弯曲，浅窄航段较多，气象和水文环境复杂，对无人船航迹控制的要求很高。考虑到船舶操纵模型具有时变、非线性、时滞性和不确定性，以及内河通航环境的复杂性，模糊控制以其不需建立被控对象精确模型的优点被多数人采用[1-6]。与传统的螺旋桨推进方式相比，吊舱推进具有机动性好、推进效率高、布置空间小等优点[7]，更适合内河水域船舶使用。针对吊舱推进式水面无人艇，以武汉理工大学iNav-Ⅰ无人船为研究对象，利用间接航迹控制方法设计船舶航迹控制系统。……