不同时变延迟下的多AUV编队协调控制

唐会林, 周佳加, 何东旭,赵俊鹏

(1.中国人民解放军92213部队，广东 湛江 524064; 2.哈尔滨工程大学 自动化学院，哈尔滨 150001)

不同时变延迟下的多AUV编队协调控制

唐会林1, 周佳加2, 何东旭2,赵俊鹏2

(1.中国人民解放军92213部队，广东 湛江 524064; 2.哈尔滨工程大学 自动化学院，哈尔滨 150001)

针对无领航者AUV编队协调控制问题，提出了一种不同时变通信延迟下的一致性协调控制方法；首先考虑到AUV之间水下通信存在时间延迟和数据丢失的问题，利用状态反馈线性化理论处理AUV数学模型中的非线性耦合项，从而将复杂的AUV模型转换为双积分器动态模型；其次，针对不同延迟通信情况，设计了位置和速度双独立的拓扑结构以减少编队成员之间发送每个数据包中的数据量；最后，提出了无领航者的多AUV稳定条件，进而将多AUV编队控制问题看作是一致性问题，基于Laypunov-Razumikhin定理证明时延多AUV编队系统的稳定性；该控制方法不仅能够克服不同时变延迟和数据丢失对编队的影响,使所有以随机位置和速度出发的AUV的三维轨迹均能达到一致状态，同时能抑制外界干扰；仿真结果与所提控制方法理论结果一致。

多自主水下航行器; 时变延迟; 编队协调控制; 一致性理论

0 引言

随着海洋技术和应用需求的快速发展，自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)在深海调查、海底地图绘制、资源勘探以及探测定位鱼雷等民用和军事领域具有重要的作用[1-2]。多AUV可以克服单个AUV不能完成复杂的任务的缺点，尤其系统中存在不确定性、不完全信息和分布式控制。……