基于 LASSA 架构的无人水下航行器自主容错控制
机器人学
2026-05-12 v1 人工智能
摘要
无人水下航行器 (UUV) 持续在通信受限的环境中运行，因此在故障工况下需要高级自主容错控制。现有方法严重依赖预定义的硬编码规则，难以对不可预见的故障实现有效容错控制。尽管大语言模型 (LLM) 具备强大的认知与推理能力，但其固有的幻觉问题仍是其应用于 UUV 控制系统的主要障碍。本文提出一种基于 LASSA（基于 LLM 的含求解器、传感器与执行器的智能体）架构的智能控制方法。在该架构中，LLM 无需硬编码规则即可通过自主推理识别未知故障并完成任务重规划；智能体负责感知、调度与决策评估；求解器在向执行器发送指令前验证物理边界可行性约束。该架构可抑制物理上不可行的 LLM 幻觉，并确保决策的可解释性与可验证性。此外，该架构实现了快慢双闭环协同控制，其中慢环负责高级动态决策，快环保证高频实时控制，同时兼顾决策智能性与控制及时性。在正常与下舵故障工况下的湖上实验表明，该框架检测到轨迹跟踪异常，通过将转弯半径从 4m 调整至 12m 并将速度从 2kn 降至 1kn 进行航线重规划，在首次调用时即通过全部三项求解器约束，并引导 UUV 完成全部任务；在正常工况下，整个运行过程未出现误报故障。
引用
@article{arxiv.2605.09494,
title = {LASSA Architecture-Based Autonomous Fault-Tolerant Control of Unmanned Underwater Vehicles},
author = {Hong Chen and Zixiang Tang and Yuanbao Chen and Yu Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.09494},
year = {2026}
}