論文の概要: Distributed Neurodynamics-Based Backstepping Optimal Control for Robust
Constrained Consensus of Underactuated Underwater Vehicles Fleet
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.09326v1
- Date: Fri, 18 Aug 2023 06:04:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-21 14:14:07.116521
- Title: Distributed Neurodynamics-Based Backstepping Optimal Control for Robust
Constrained Consensus of Underactuated Underwater Vehicles Fleet
- Title（参考訳）: 未作動水中車両のロバスト拘束コンセンサスに対する分散神経力学に基づくバックステッピング最適制御
- Authors: Tao Yan, Zhe Xu, Simon X. Yang, S. Andrew Gadsden
- Abstract要約: 本稿では,新しいコンセンサスに基づく最適コーディネーションプロトコルとロバストコントローラを開発する。
UUVの艦隊の最適な編成追跡が達成され、制約が満たされる。
全体的なUUVの形成システムの安定性は、UUVのすべての状態が、未知の乱れの存在下で一様に束縛されていることを保証するために確立されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.17376845767656
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Robust constrained formation tracking control of underactuated underwater
vehicles (UUVs) fleet in three-dimensional space is a challenging but practical
problem. To address this problem, this paper develops a novel consensus based
optimal coordination protocol and a robust controller, which adopts a
hierarchical architecture. On the top layer, the spherical coordinate transform
is introduced to tackle the nonholonomic constraint, and then a distributed
optimal motion coordination strategy is developed. As a result, the optimal
formation tracking of UUVs fleet can be achieved, and the constraints are
fulfilled. To realize the generated optimal commands better and, meanwhile,
deal with the underactuation, at the lower-level control loop a neurodynamics
based robust backstepping controller is designed, and in particular, the issue
of "explosion of terms" appearing in conventional backstepping based
controllers is avoided and control activities are improved. The stability of
the overall UUVs formation system is established to ensure that all the states
of the UUVs are uniformly ultimately bounded in the presence of unknown
disturbances. Finally, extensive simulation comparisons are made to illustrate
the superiority and effectiveness of the derived optimal formation tracking
protocol.
- Abstract（参考訳）: 不安定な水中車両(UUV)の3次元空間におけるロバスト拘束型構成追跡制御は難しいが実用的な問題である。
この問題に対処するために,階層型アーキテクチャを採用した新しいコンセンサスに基づく最適コーディネートプロトコルとロバストコントローラを開発した。
最上層では、非ホロノミック制約に取り組むために球面座標変換が導入され、次いで分散最適運動調整戦略が開発される。
その結果、UUV艦隊の最適構成追跡が可能となり、制約を満たすことができる。
生成した最適コマンドをより良く、かつ、その一方で、低レベルの制御ループにおいて、神経力学ベースのロバストなバックステッピングコントローラを設計し、特に、従来のバックステッピングベースのコントローラに現れる「用語の展開」の問題を避け、制御アクティビティを向上させる。
全体的なUUVの形成システムの安定性は、UUVの全ての状態が、未知の乱れの存在下で一様に拘束されることを保証するために確立される。
最後に, 最適形成追跡プロトコルの優位性と有効性を示すために, 広範囲なシミュレーション比較を行った。
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