基于改进人工势场法的船舶路径规划与跟踪控制

作     者：宁君 马昊冉 李铁山 NING Jun;MA Haoran;LI Tieshan

作者机构：大连海事大学航海学院辽宁大连116026 电子科技大学自动化工程学院四川成都611730 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51939001) 国家自然科学基金项目(61976033,52171292,61803064) 中央高校基本科研业务费项目(3132022143) 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2022年第43卷第10期

页      码：1414-1423页

摘      要：为了研究船舶可以从起始位置按预先规划好的航线准确且安全地自动抵达目的地的问题,本文提出了基于改进人工势场法的船舶路径规划与跟踪控制方法。采用模拟退火算法优化传统人工势场法的斥力函数,有效解决了传统人工势场法目标不可达和容易陷入局部极小值的缺陷。将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入,基于内外环控制思想设计船舶运动学跟踪控制率,较好地解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。在船舶动力学子系统中,利用神经网络逼近动力学子系统中的未建模动态及外部干扰,所设计的神经网络滑模跟踪控制器能够有效跟踪运动学子系统的引导率信号,同时解决了传统人工势场法在进行路径规划时不能统筹考虑外界通航环境干扰的缺陷。仿真实验验证了本文所提出的基于改进人工势场算法的船舶路径规划与跟踪控制的有效性。

主 题 词：欠驱动船舶 路径规划 跟踪控制 模拟退火 改进人工势场算法 内外环控制 神经网络 滑模控制 

学科分类：08[工学] 0824[工学-林业工程类] 082401[082401] 

核心收录：

D　O　I：10.11990/jheu.202107017

馆 藏 号：203115513...