在波浪条件下利用模型预测控制减缓自主无人表面舰船的横滚
机器人学
2024-08-29 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
虽然较大的船舶可能已具备处理波浪条件的能力，但较小的船舶往往更容易受到扰动。本文探索了开发用于无人表面舰船(USV)在波浪条件下最小化平均横滚的非线性模型预测控制(NMPC)系统。NMPC基于使用关于船舶动力学信息和假设波浪模型的预测方法。该方法能够通过调整成本函数的权重，在各种条件下减缓一个欠 actuators 的USV的横滚。结果表明，在1.75米正弦波条件下，经调谨的控制器可实现39%的平均横滚降低。建立了一个通用且直观的调谨策略。这项初步工作是一种概念验证，为在真实场景中利用波浪预测方法进行实时规划和控制为USV奠定了基础，为现场试验做好了准备。
引用
@article{arxiv.2408.15349,
title = {This is the Way: Mitigating the Roll of an Autonomous Uncrewed Surface Vessel in Wavy Conditions Using Model Predictive Control},
author = {Daniel L. Jenkins and Joshua A. Marshall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.15349},
year = {2024}
}
备注
6 pages, 10 figures. To appear in Proceedings of the 2024 IEEE/RSJ International Conference on Robots and Systems (IROS), October 2024