自主水下航行器主从式编队控制
第１５卷第４期２００７年０８月
鱼雷技术
ＴＯＲＰＥＤＯＴＥ（：ＨＮＯＬｏＧＹ
Ｖ０ｌ１５Ｎｏ４
Ａ“ｇ２００７自主水下航行器主从式编队控制
崔海英，石秀华，崔荣鑫
（西北工业大学航海学院，陕西西安７１００７５）
摘要：多自主水下航行器的协作已经成为当前的研究热点，编队控制是协作问题中的典型问题，也是其他协作问题的
基础。该文建立了自主水下航行器主从式编队控制的数学模型，利用反馈线性化理论将模型简化为１阶动态系统，设计了编队控制律，从理论上证明了所设计控制律的稳定性以及内动态系统的稳定性。在此基础上，比较了２种不同拓扑方式下主从式编队控制下的编队误差。仿真结果表明了该编队控制算法的有效性，并且并联式主从编队下编队控制的谋差要小于串联式主从编队。
关键词：多自主水下航行器；主从式；编队控制；反馈线性化
中图分类号：７ｌ睨４２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３?１９４８（２００７）０４删２－０３
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Ｏ引言
自主水下航行器（ＡｕＶ——Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｕｎ．
ｄｅｒｗａｔｅｒＶｅｈｉｃｌｅ，）在完成水下任务方面发挥了巨大作用，随着ＡｕＶ技术的发展，其能力得到了很大的提高，应用范围也越来越广，但是，单个Ａｕｖ的工作能力毕竟有限，往往不能完成一些复杂的任务，于是人们希望通过多个ＡｕＶ的协作来完成一些单个ＡｕＶ不能够完成的工作，并且，多个ＡｕＶ的协作更可增加其安全性以及整个系统的鲁棒性”ｏ。利用多个Ａｕｖ打击敌方目标更可提高命中率和作战效率。多个Ａｕｖ封锁地方港口不仅可以增加封锁面积，而且可以提高我方Ａｕｖ的生命力，因此，多个ＡｕＶ的协作已经成为研究热点。‘编队控制是多ＡｕＶ协作的一个典型性问题，也是研究其他协作问题的基础。
编队控制大致有主从式（Ｌｅａｄｅｒ－ｆｏｌｌｏｗｅｒ），基于行为的（ｂｅｈａｖｌｏｒ－ｂａｓｅｄ）编队控制以及虚结构（ｖｉ咖ａｌｓｔｍｃｔｕｒｅ）方法３种。“，３种方式各有利弊，本文着重讨论主从式ＡＬＪＶ编队航行的控制方法，建立主从ＡｕＶ间的相对运动模型，利用反馈线性化设计了编队控制规律，对２种不同的拓扑结构下运用该算法的效果进行了仿真比较。
１问题描述
通常，群体ＡｕＶ执行水下探测任务时，指挥系统会根据本次任务的要求以及环境信息预先规划好ＡｕＶ的航迹，也就是确定中途航路点，任务要求本次任务的全局主ＡｕＶ依次通过这些中途航路点，然后到达目的地，而其他ＡｕＶ则按照主从式的规则跟随着主ＡｕＶ。对于全局主Ａｕｖ来说，其航行不受其他任何一个ＡｕＶ的约束，只与任务的规划有关，因此只要为其设计路径跟踪控
收稿日期：２００７＿ｏｌ旬ｌ；修回日期．２００７研旬４
作者简介：崔海荧（】９６２一），女，副教授，研究方向为自主水下航行器控制． 万方数据
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