通讯受限下的欠驱动自主水下航行器编队控制研究

本项目针对水声通讯的实际，着重开展通讯带宽有限、存在通讯延迟以及数据丢失下的欠驱动AUV编队控制研究，主要研究内容包括：①应用改进的Serret-Frenet坐标系，建立AUV路径跟踪数学模型，应用Lyapunov方法以及反演控制的思想，结合ISS理论及串接系统理论，给出模型参数不确定以及海流干扰下欠驱动AUV路径跟踪方法；②结合输入－状态稳定理论(ISS)以及Smith估计器理论，提出通讯时延下，跟随者仅利用领航者位置信息的领航-跟随编队控制方法；③基于信息一致性的AUV分布式编队控制，应用图论及矩阵理论，深入分析时延及数据丢失概率对编队控制的影响，提出适用于通讯受限下的欠驱动AUV编队控制方法；④对所提出的控制方法进行实验室仿真实验，对不同通讯拓扑及存在通讯时延及数据丢失情况下的编队效果进行比较、分析。通过本项目的研究，为欠驱动AUV编队控制的工程应用打下坚实的技术基础。