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原文传递动态环境下多船编队及避障研究

论文题名：	动态环境下多船编队及避障研究
关键词：	船舶编队;最优跟踪;动态环境;避障控制;人工势场法
摘要：	随着人口数量的增加，随着科学技术的快速发展，最初人们探索资源的目光仅仅停留在陆地上，而如今很多人把目光由陆地转向海洋。为了能有效地利用海上资源，很多学者对海上技术作了大量的研究，比如:海底铺管、水下机器人、海上船舶运动等。因此，目前有很多理论性成果，如:船舶动力定位、水下机器人运动规划、轨迹跟踪等。　　本文在学者们研究的基础上，主要对船舶作了深入的研究。本文从三个方面对船舶进行了研究，首先对船舶的研究领域以及船舶的系统结构作了详细阐述;其次根据实际生活的需要，对船舶的编队方法进行了介绍，同时也提出了本文的编队控制方法;最后，考虑船舶运行环境的复杂性，对船舶的避障控制进行了研究，并且也提出了本文的避障控制方法。其本文做的研究内容与主要工作如下: 　　 1.船舶最优轨迹跟踪的研究　　针对船舶轨迹跟踪问题，本文基于Back-stepping的方法，提出了最优跟踪的思想，即采用点到期望直线的最短距离方法寻找最优跟踪点。让船舶跟踪所选择的最优跟踪点，达到船舶最优轨迹跟踪的效果。通过MATLAB仿真与分析得知:在动态环境下，本文所提出的方法能达到较好的轨迹跟踪效果。　　 2.船舶编队问题的研究　　针对船舶编队问题，本文基于Leader-follower的编队控制方法，采用最优跟踪直线编队的思想编队，即:使Leader按最优跟踪思想进行轨迹跟踪，用Leader-Follower的控制方法使Leader与Follower在前进中保持一定的队形;考虑到船舶运行环境的复杂性，提出了编队过程中进行抗干扰，即:设计辅助的控制信号，用来补偿外界环境对系统的扰动。通过MATLAB仿真与分析得知:在动态环境下，本文所提出的方法能达到较好的编队效果。　　 3.船舶避障问题的研究　　由于船舶运行环境的复杂性，为了使船舶能顺利的到达目的地，针对船舶避障问题，本文基于人工势场法，并在其改进的人工势场法中添加模糊规则进行避障，模糊规则的添加解决了人工势场中局部极小值的问题。通过MATLAB仿真与分析得知:在动态环境下，本文所提出的方法能达到较好的避障效果。
作者：	胡凤娟
专业：	检测技术与自动化装置
导师：	宋亚男
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广东工业大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文