申请/专利权人：哈尔滨理工大学

申请日：2023-11-28

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117724480A

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D109/30

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：本发明公开了一种无人艇编队通过狭窄水道约束导引方法，本发明以无人艇编队为背景，涉及编队队形变换领域，包含以下步骤：步骤1：建立无人艇编队数学模型；步骤2：设计跟随者的期望位置；步骤3：设计跟随者的期望艏向角度；步骤4：设计一种新型期望纵荡速度约束函数；步骤5：设计一种新型跟随者期望纵荡速度辅助函数；步骤6：设计一种新型跟随者期望纵荡速度；步骤7：根据反步法设计无人艇艏向控制器和纵荡控制器；步骤8：仿真验证。本发明解决了无人艇编队通过狭窄水域的问题，设计新型期望纵荡速度约束函数和新型辅助函数，在狭窄水域领航者与期望跟随者之间的夹角会随着领航者曲率的变化而改变。

主权项：1.一种无人艇编队通过狭窄水道约束导引方法，其特征在于：它包含以下步骤：步骤1：建立无人艇编队的数学模型：研究无人艇编队的运动情况，在固定坐标系和船体坐标系下，对其艏向、纵荡和艏摇三个方向，建立无人艇编队运动学模型和动力学模型；步骤2：设计跟随者的期望位置：由于领航者的具体参数信息是已知的，根据领航者的位置、领航者的艏向角度和领航者与跟随者期望位置的夹角，设计跟随者的期望位置；步骤3：设计跟随者的期望艏向角度：根据跟随者的期望位置、跟随者的实际位置和跟随者的偏转角度，在SF坐标系下建立误差，进而得到跟随者的期望艏向角度；步骤4：设计一种新型期望纵荡速度约束函数：由于无人艇的实际纵荡速度具有一定的范围，设计一种新型期望纵荡速度约束函数，使跟随者期望纵荡速度约束在一定的范围内，新型约束函数上限会随着领航者曲率的变化而发生改变；步骤5：设计一种新型跟随者期望纵荡速度辅助函数：为了更好地约束期望纵荡速度，设计一种新型跟随者期望纵荡速度辅助函数，使编队更稳定保持队形；步骤6：设计一种新型跟随者期望纵荡速度：为了无人艇编队能稳定保持队形，设计一种新型跟随者期望纵荡速度，使得编队中的跟随者能够稳定地跟随领航者；步骤7：根据反步法设计无人艇编队艏向控制器和纵荡控制器：根据步骤6设计的新型跟随者期望纵荡速度和步骤3设计的跟随者期望艏向角度，运用反步法设计无人艇编队艏向控制器和纵荡控制器；步骤8：仿真验证：将步骤1～步骤7，通过一种无人艇编队通过狭窄水道约束导引方法设计的控制器，在某型无人艇编队上进行仿真实验。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨理工大学 一种无人艇编队通过狭窄水道约束导引方法

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