基于MPC的无人船运动控制系统设计开题报告
2020-10-12 20:49:18
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1无人船的作用及应用
无人船因具有高出航率、低成本、恶劣情况下能够替代人进行各种活动等优点,已成为船舶未来重要发展趋势.无人船轨迹跟踪控制是实现船舶自主航行的关键,近十几年来船舶轨迹跟踪有众多研究成果,包括理论分析、数值计算和实验验证等,从反步法到自适应反步法、全状态反馈、输出反馈、滑块控制视距再到神经网络控制、鲁棒控制、mpc和智能控制等算法来实现,船舶轨迹跟踪的控制效果越来越好,针对船舶轨迹可视化研究,采用的算法及技术主要有:将固定坐标系下的跟踪误差重定义成新的动坐标系吓得跟踪误差基于laypunov直接法和反步法设计全驱动水面艇的航轨迹跟踪控制器。
国内无人船用途为测绘、水文和水质监测/以及各种海上行动。根据实际需求可以开发各式各样的无人船,以满足各种不适合人们进行实地作业的任务。例如开发小型的无人船进行地形测绘、水文和水质监测,可以到达人类不能达到的深处探索;开发大型无人船进行海上运输或者是进行军事行动,大型无人船有用大载货量和更低的风阻。因为没有船员,所以不需要甲板室、宿舍以及通风、加热、排污系统,这让船舶更轻的同时减少燃料消耗、减少操作和建造成本。
2. 研究的基本内容与方案
2.1本课题要研究解决的问题
(1) 学习模型的预测控制算法、基于模糊mpc算法的自适应巡航控制系统研究以及mpc算法在机载传感器规划中的应用等方面的相关知识 。
(2) 研究无人船的工作原理,建立风浪干扰模型,其中包含有规则波浪模型和不规则波浪模型用于进行海上波浪的模拟以便进行无人船抗干扰系统的优化。设计轨迹跟踪系统,用于实时记录无人船的位置与轨迹信息。设计可视化模块,规划系统功能与模拟无人船的控制测试。
3. 研究计划与安排
1.第1-2 周, 查阅文献资料;
2.第 3 周, 完成开题报告;
4. 参考文献(12篇以上)
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