海流下の自律水中ビークルのエネルギー最適三次元経路追従制御【JST・京大機械翻訳】

Yang Niankai; Shen Chao; Johnson-Roberson Matthew; Sun Jing

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202212635195519 整理番号：22P0308705

海流下の自律水中ビークルのエネルギー最適三次元経路追従制御【JST・京大機械翻訳】

Energy-optimal Three-dimensional Path-following Control of Autonomous Underwater Vehicles under Ocean Currents

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発行年： 2022年03月22日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2023年01月02日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

本論文では,海洋流を受ける自律水中車両の三次元(3D)エネルギー最適経路追従制御設計を提示した。提案したアプローチは,設定点計算と設定点追跡から成る2段階制御アーキテクチャを持つ。第一段階において,サージ速度,上下動速度,およびピッチ角設定点を,電流の下で必要な車両推進エネルギーを最小化することによって最適化し,そして,視線(LOS)誘導法則を用いて,経路追従を確実にするヨー角設定点を生成した。第2段階では,2つのモデル予測制御装置を設計して,最適設定点を追跡することによって,水平および垂直平面における車両運動を制御した。提案した制御装置を,電流(即ち,相対上下動速度)に対してゼロ上下動速度を維持する従来のLOSベース制御と比較し,LOS誘導を用いてピッチ角設定点を導出し,所望の深さに達した。シミュレーションを通して,著者らは,提案したアプローチが,異なる海洋電流条件の下で,法律nmower型と検査ミッションにおいて,13%以上の省エネルギーを達成できることを示した。シミュレーション結果は,非ゼロ相対上下動速度による運動が3D経路追従アプリケーションにおけるエネルギー効率を改善することを実証した。【JST・京大機械翻訳】

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, , , , , 【Automatic Indexing@JST】

ロボットの運動・制御 , 電装品 , システム設計・解析

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