دوره 15، شماره 1 - ( مجله کنترل، جلد 15، شماره 1، بهار 1400 )
جلد 15 شماره 1,1400 صفحات 49-35 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Kaviri S, Tahsiri A, Taghirad H. A Distributed Framework Design for Formation Control of Under-actuated USVs in the Presence of Environmental Disturbances Using Terminal Sliding Mode Control. JoC 2021; 15 (1) :35-49
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-669-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-669-fa.html
کویری سمانه، تحسیری احمدرضا، تقی راد حمیدرضا. طراحی یک چارچوب توزیع‌شده به‌منظور آرایش‌بندی گروه شناورهای فروتحریک تحت اغتشاش محیطی به‌وسیله کنترل مود لغزشی پایانی. مجله کنترل. 1400; 15 (1) :35-49
سمانه کویری1 
، احمدرضا تحسیری1 ، حمیدرضا تقی راد*1
، احمدرضا تحسیری1 ، حمیدرضا تقی راد*1
1- گروه کنترل و سیستم،دانشکده مهندسی برق،دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران،ایران
چکیده: (7541 مشاهده)
در این مقاله یک چارچوب توزیع شده جهت آرایش‌بندی گروه شناورهای بدون سرنشین، حول یک هدف معین پیشنهاد شده است. چارچوب پیشنهادی با هدف تعیین مسیر مطلوب برای هر شناور، ممانعت از ورود شناور به حریم هدف و ردیابی مسیر مطلوب تحت اغتشاش‌های محیطی طراحی شده است. پس از طراحی مسیر مطلوب هر شناور به‌منظور تشکیل آرایش مطلوب پیرامون هدف، اصلاح این مسیر با قید همواری آن براساس روش تابع پتانسیل مجازی صورت گرفته و شرط اجتناب ورود شناورها به حریم هدف برآورده شده است. سپس الگوریتم کنترلی مقاوم برای ردیابی مسیر در حضور اغتشاش ناشی از باد و جریان آب، مبتنی بر کنترل مود لغزشی پایانی غیرتکین توسعه داده شده است. این الگوریتم کنترلی مانورپذیری شناور را با طراحی فرمان سرعت مجازی، بهبود می‌دهد و تعقیب مسیر مطلوب در زمان محدود را میسر می‌کند. درنهایت پایداری کنترل حلقه بسته براساس نظریه پایداری لیاپانوف اثبات و عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی با نتایج حاصل از کنترل مود لغزشی پایانی کلاسیک مقایسه شده است. ارزیابی و تحلیل نتایج شبیه‌سازی، نشان‌دهنده‌ی عملکرد مناسب چارچوب پیشنهادی به‌منظور بهبود دقت ردیابی مسیر مطلوب و دستیابی گروه شناورها به آرایش دایروی برای محاصره‌ی هدف است.
واژه‌های کلیدی: کنترل آرایش‌بندی سیستم چندعاملی، شناور بدون سرنشین فروتحریک، کنترل مود لغزشی پایانی غیرتکین، تقسیم‌بندی ورنویی
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
عمومى
دریافت: 1398/2/24 | پذیرش: 1398/10/5 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/7/14 | انتشار: 1399/4/1
دریافت: 1398/2/24 | پذیرش: 1398/10/5 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/7/14 | انتشار: 1399/4/1
فهرست منابع
1. [ ] Tan, Y. and Zheng, Z.Y., 2013. Research advance in swarm robotics. Defence Technology, 9(1), pp.18-39. [DOI:10.1016/j.dt.2013.03.001]
2. [ ] Faghih, S. and Shojaei, K., 2017. Partial State Feedback Control for Trajectory Tracking of Underactuated Autonomous Underwater Vehicle by Using Neural Adaptive Dynamic Surface Control. Journal of Control, 11(2), pp.43-54.
3. [ ] Qiao, L. and Zhang, W., 2017. Adaptive non-singular integral terminal sliding mode tracking control for autonomous underwater vehicles. IET Control Theory & Applications, 11(8), pp.1293-1306. [DOI:10.1049/iet-cta.2017.0016]
4. [ ] B. Liu, Y. and Bucknall, R., 2016. The angle guidance path planning algorithms for unmanned surface vehicle formations by using the fast marching method. Applied Ocean Research, 59, pp.327-344. [DOI:10.1016/j.apor.2016.06.013]
5. [ ] Do KD., 2011. Formation control of under-actuated ships with elliptical shape approximation and limited communication ranges. Automatica, 48, pp.1380-1388. [DOI:10.1016/j.automatica.2011.11.013]
6. [ ] Cui, R., Ge, S.S., How, B.V.E. and Choo, Y.S., 2010. Leader-follower formation control of under-actuated autonomous underwater vehicles. Ocean Engineering, 37(17-18), pp.1491-1502. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2010.07.006]
7. [ ] Fahimi, F., 2007. Sliding-mode formation control for under-actuated surface vessels. IEEE Transactions on Robotics, 23(3), pp.617-622. [DOI:10.1109/TRO.2007.898961]
8. [ ] Xie, W., Ma, B., Fernando, T. and Iu, H.H.C., 2018. A new formation control of multiple under-actuated surface vessels. International Journal of Control, 91(5), pp.1011-1022. [DOI:10.1080/00207179.2017.1303849]
9. [ ] Cortes, J., Martinez, S., Karatas, T. and Bullo, F., 2004. Coverage control for mobile sensing networks. IEEE Transactions on robotics and Automation, 20(2), pp.243-255. [DOI:10.1109/TRA.2004.824698]
10. [ ] Mohseni, F., Doustmohammadi, A. and Menhaj, M.B., 2014. Distributed receding horizon coverage control for multiple mobile robots. IEEE Systems Journal, 10(1), pp.198-207. [DOI:10.1109/JSYST.2014.2325219]
11. [ ] Khatib, O., 1986. Real-time obstacle avoidance for manipulators and mobile robots. Autonomous robot vehicles (pp. 396-404). Springer, New York, NY. [DOI:10.1007/978-1-4613-8997-2_29]
12. [ ] Sahu, B.K. and Subudhi, B., 2017. Potential function-based path-following control of an autonomous underwater vehicle in an obstacle-rich environment. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 39(8), pp.1236-1252. [DOI:10.1177/0142331216634424]
13. [ ] Rezaee, H. and Abdollahi, F., 2013. A decentralized cooperative control scheme with obstacle avoidance for a team of mobile robots. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 61(1), pp.347-354. [DOI:10.1109/TIE.2013.2245612]
14. [ ] Shtessel, Y., Edwards, C., Fridman, L. and Levant, A., 2014. Sliding mode control and observation. New York: Springer New York. [DOI:10.1007/978-0-8176-4893-0]
15. [ ] Ghasemi, M. and Nersesov, S.G., 2014. Finite-time coordination in multiagent systems using sliding mode control approach. Automatica, 50(4), pp.1209-1216. [DOI:10.1016/j.automatica.2014.02.019]
16. [ ] Ashrafiuon, H., Muske, K.R., McNinch, L.C. and Soltan, R.A., 2008. Sliding-mode tracking control of surface vessels. IEEE transactions on industrial electronics, 55(11), pp.4004-4012. [DOI:10.1109/TIE.2008.2005933]
17. [ ] Elmokadem, T., Zribi, M. and Youcef-Toumi, K., 2017. Terminal sliding mode control for the trajectory tracking of underactuated Autonomous Underwater Vehicles. Ocean Engineering, 129, pp.613-625. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2016.10.032]
18. [ ] J. Heins, P.H., Jones, B.L. and Taunton, D.J., 2017. Design and validation of an unmanned surface vehicle simulation model. Applied Mathematical Modelling, 48, pp.749-774. [DOI:10.1016/j.apm.2017.02.028]
19. [ ] Liu, Z., Zhang, Y., Yu, X. and Yuan, C., 2016. Unmanned surface vehicles: An overview of developments and challenges. Annual Reviews in Control, 41, pp.71-93. [DOI:10.1016/j.arcontrol.2016.04.018]
20. [ ] Fossen, T.I., 2011. Handbook of marine craft hydrodynamics and motion control. John Wiley & Sons. [DOI:10.1002/9781119994138]
21. [ ] Blendermann, W., 1994. Parameter identification of wind loads on ships. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 51(3), pp.339-351. [DOI:10.1016/0167-6105(94)90067-1]
22. [ ] Chen, Q., Yin, Q., Fan, A., Sun, X. and Mou, X., 2015, June. Research on the calculation methods of wind load coefficients of inland cruise ship. In 2015 International Conference on Transportation Information and Safety (ICTIS) (pp. 871-876). IEEE. [DOI:10.1109/ICTIS.2015.7232159]
23. [ ] Haddara, M.R. and Soares, C.G., 1999. Wind loads on marine structures. Marine Structures, 12(3), pp.199-209. [DOI:10.1016/S0951-8339(99)00023-4]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
