多AUV分布式模型预测深度和纵向速度控制

• 作者: 边有钢 张俊杰 李崇康 徐彪 秦兆博 胡满江
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 自主水下航行器 分布式模型预测控制 深度控制 纵向速度控制
• 年，卷（期）: 2022,（6）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 45-54
• 页数: 9页
• 分类号: U66,O232
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022170

摘要

针对多自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）的深度和纵向速度耦合控制问题，提出一种基于分布式模型预测控制（Distributed Model Predictive Control，DMPC）的双子系统控制方法. 在DMPC的框架下，AUV和邻居共享信息以建立预测优化问题，实现多AUV的协同控制. 考虑单个AUV的深度和纵向速度控制，深度控制子系统参考轨迹中的俯仰角序列作为速度控制子系统中俯仰角的实际值，同时纵向速度控制子系统参考轨迹中的纵向速度序列作为深度控制子系统中纵向速度的实际值，由此解耦为两个子系统，进而独立地求解预测优化问题. 仿真实验结果表明，相对于整体系统DMPC方法，本文提出的双子系统DMPC方法可在牺牲一定深度控制收敛速度的基础上降低计算时间73.3%.