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一種無人水面艇折線路徑跟蹤控制系統(tǒng)及方法

本專利公開了一種無人水面艇折線路徑跟蹤控制系統(tǒng)及方法，面向航海實(shí)踐提出了折線路徑跟蹤策略，在預(yù)設(shè)路徑中加入虛擬目標(biāo)點(diǎn)，控制無人水面艇靠近虛擬目標(biāo)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)更新折線路徑上的虛擬目標(biāo)點(diǎn)，直至跟蹤至路徑終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無人水面艇高精度跟蹤折線路徑，提升了折線路徑跟蹤質(zhì)量。一、項(xiàng)目分類關(guān)鍵核心技術(shù)突破二、成果簡介航海實(shí)踐中路徑由系列轉(zhuǎn)向點(diǎn)連接而成，形成折線路徑。本專利公開了一種無人水面艇折線路徑跟蹤控制系統(tǒng)及方法，面向航海實(shí)踐提出了折線路徑跟蹤策略，在預(yù)設(shè)路徑中加入虛擬目標(biāo)點(diǎn)，控制無人水面艇靠近虛擬目標(biāo)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)更新折線路徑上的虛擬目標(biāo)點(diǎn)，直至跟蹤至路徑終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無人水面艇高精度跟蹤折線路徑，提升了折線路徑跟蹤質(zhì)量。同時(shí)，設(shè)計(jì)了配套的控制系統(tǒng)，可模塊化應(yīng)用到水面船舶，無需調(diào)整船舶現(xiàn)有布局，遷移靈活、成本低、適用性強(qiáng)。存在如下技術(shù)效果：(1)不但能實(shí)現(xiàn)欠驅(qū)動(dòng)無人水面艇直線路徑跟蹤，還能實(shí)現(xiàn)折線路徑跟蹤，使得本專利很好地適應(yīng)航海實(shí)踐中折線路徑跟蹤重大現(xiàn)實(shí)需求；(2)綜合考慮無人水面艇操縱性能與路徑跟蹤算法特點(diǎn)，集成制導(dǎo)、航行與控制來解決路徑跟蹤問題；(3)提出的折線路徑跟蹤策略，可使無人水面艇在轉(zhuǎn)向時(shí)及早合理地打舵，避免現(xiàn)有跟蹤方法轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)大迂回現(xiàn)象，保障了船艇安全、經(jīng)濟(jì)、高效地航行；(4)考慮了輸入飽和與時(shí)變干擾情況，增強(qiáng)了無人水面艇路徑跟蹤過程中的安全水平和抗干擾能力。

武漢理工大學(xué) 2022-08-12

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