水面无人艇运动控制系统设计文献综述
2024-07-23 23:00:43
水面无人艇作为一种高度自主化的智能化海上运载平台,在海洋资源开发、海洋环境监测、海上搜救等领域展现出巨大的应用潜力。
水面无人艇的运动控制系统是其完成各项任务的关键技术之一,其主要目标是使无人艇能够按照预定航迹或指令进行精确、稳定地航行,并对环境干扰具有良好的适应能力。
本文首先介绍了水面无人艇运动控制系统的基本概念、研究意义以及国内外研究现状,并对水面无人艇运动学和动力学模型、环境干扰因素等进行了分析。
其次,对目前主流的运动控制方法,如PID控制、鲁棒控制、自适应控制等进行了详细介绍,并比较了各种方法的优缺点。
最后,对水面无人艇运动控制系统的未来发展趋势进行了展望。
关键词:水面无人艇;运动控制系统;PID控制;鲁棒控制;自适应控制
水面无人艇(UnmannedSurfaceVehicle,USV)是指能够在水面自主航行,无需人员操作的船舶。
它集成了传感器、控制系统、通信系统和动力系统等,能够自主地感知周围环境、规划航线、避开障碍物并执行特定任务。
运动控制系统是水面无人艇的核心系统之一,其主要功能是根据预定的航迹或指令,控制无人艇的航向、航速和姿态等运动参数,使其能够按照预定目标航行。
一个完整的运动控制系统通常包括以下几个部分:
1.传感器系统:用于感知无人艇自身状态和周围环境信息,例如GPS用于获取位置信息,陀螺仪用于获取姿态信息,罗盘用于获取航向信息,声呐用于探测水下障碍物等。