考虑网络时延和扰动的无人船路径跟踪控制

doi:10.13873/J.1000-9787(2025)03-0067-04

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考虑网络时延和扰动的无人船路径跟踪控制

更新时间：2025-09-11

- 考虑网络时延和扰动的无人船路径跟踪控制
- Issue 3, Pages: 67-70+75(2025)
- 作者机构：
  
  1. 武汉大学电气与自动化学院
  2. 南方科技大学控制科学技术中心
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13873/J.1000-9787(2025)03-0067-04
  CLC： U664.82
- Published：2025
- 稿件说明：
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[J]. 2025, (3): 67-70+75.
DOI：

[J]. 2025, (3): 67-70+75. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2025)03-0067-04.

摘要

针对无人船(USVs)在网络时延、数据包丢失和环境扰动条件下的路径跟踪控制问题，提出了一种改进的模型预测控制(MPC)方法，以提升系统的鲁棒性和稳定性。通过在传统运动学模型中引入速度扰动和角速度扰动项，准确反映复杂海洋环境对无人船的运动影响。构建了包含网络时延和数据包丢失的扩展系统模型，将网络不确定性纳入控制器设计中，应用时延补偿策略和鲁棒性设计，提前调整控制输入以抵消网络不确定性的影响。仿真结果显示，所设计控制器在路径跟踪精度上显著优于未考虑时延补偿的控制器，平均跟踪误差降低约70%

最大误差减少约24%。控制系统在应对环境扰动时，表现出较强抵抗力。研究证明了在无人船路径跟踪中，考虑网络和环境不确定性的必要性，为提升无人船在复杂环境中的自主导航能力提供了有效方案。

Abstract

关键词

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