基于航行阻力优化的近水面机器人减纵摇控制

• 作者: 姚绪梁 孟令卫 牛小丽
• 来源期刊: 中国舰船研究
• 学科: 交通运输
• 关键词: 航行阻力优化 LQR控制 纵摇减摇 势流理论
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 机电与控制
• 页码范围: 111-119
• 页数: 9页
• 分类号: U664.82
• 字数: 7003字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.016

摘要

[目的]水下机器人(AUV)在近水面航行时,不可避免地会受到海浪的干扰,海浪干扰导致的纵摇和升沉运动不仅会影响AUV的航行姿态,同时也会导致其航行阻力增加,加剧能源的消耗.为实现AUV航行姿态和航行阻力的加权最优,[方法]建立AUV的六自由度模型并进行纵平面运动的线性化.对AUV的纵摇增阻情况进行研究,利用势流理论的方法,推导AUV的纵摇增阻模型.以纵摇增阻为性能指标,确定控制器中的Q矩阵和R矩阵,并设计减小AUV纵摇的线性二次型控制系统(LQR)控制器.[结果]仿真结果表明,加入LQR控制器后,减垂荡和减纵摇效果分别达到46.64%和77.62%,纵摇增阻减小到原来的1/6.[结论]研究结果显示,基于能量优化的LQR控制可实现纵摇增阻和航行姿态的加权最优,节约能量消耗,增加AUV的续航力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姚绪梁	哈尔滨工程大学自动化学院	64	418	9.0	17.0
2	孟令卫	哈尔滨工程大学自动化学院	4	18	3.0	4.0
3	牛小丽	哈尔滨工程大学自动化学院	1	3	1.0	1.0