系统工程与电子技术

作者：李亚南, 黄海滨, 陈亮名, 庄宇飞, 王晓丽

单位：1. 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院, 山东 威海 264209；2. 南洋理工大学机械与航天工程学院, 新加坡 639788

关键词：水下自主航行器,能量最优路径规划,变化海流,最优控制

基金：“十三五”海洋经济创新发展示范项目(国海科字[2017]280号);山东省重点研发计划(2019JMRH03* *);山东省重大科技创新工程(2019JZZY020702);山东省自然科学金(ZR2018MF026);山东省自然科学金(ZR2020ME265)

为获取变化海流环境下自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)的能量最优路径, 基于最优控制理论提出一种用于AUV的三维能量最优路径规划算法。首先, 为了有效抑制海流对路径规划的影响, 将海流向量加入到AUV运动学模型中。其次, 在已知俯仰角及AUV位置的情况下, 利用庞特里亚金极小值原理, 获得能量最优控制律。最后, 利用线性定常系统的状态空间理论, 计算得到初始艏向角、航速以及能量消耗。在仿真环节, 通过与负反馈控制策略相比较, 说明所提算法能够规划出三维能量最优路径, 而且可以有效降低AUV的能量消耗。

来源：2021年第12期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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