Anti-Disturbance Path Tracking Control for USV Based on Quantum-Inspired Optimization and Dynamic Game Theory

稳健性(进化) 控制理论(社会学) 计算机科学 PID控制器 纳什均衡 路径(计算) 博弈论 鲁棒控制 能量(信号处理) 最优化问题 跟踪(教育) 最优控制 高效能源利用 运动规划 自适应控制 过程(计算) 稳健优化 控制(管理) 数学优化 量子 控制系统 多目标优化 滑模控制 控制器(灌溉) 弹道 系统动力学 最佳反应
作者
Xinhao Huang,Yongzheng Li,B. Wang,Liting Ding,Z. Chen,K. Liu
出处
期刊:Journal of Marine Science and Engineering [MDPI AG]
卷期号:14 (1): 77-77
标识
DOI:10.3390/jmse14010077
摘要

To address the challenge that unmanned surface vehicles (USVs) struggle to effectively balance tracking accuracy, control smoothness, and system energy efficiency under external disturbances, this paper proposes an anti-disturbance path tracking control method integrating quantum-inspired optimization (QIO) and dynamic game theory (GT). The proposed control method consists of a two-layer optimization architecture: the upper layer employs dynamic game theory to optimize the guidance process, modeling the optimization of the look-ahead distance (Ld) and switching radius (R) in the LOS guidance algorithm as a non-cooperative game, and achieves adaptive adjustment to path variations and environmental disturbances by solving for the Nash equilibrium. The lower layer, based on a quantum-inspired optimization algorithm, enhances the control process by employing quantum bit probability amplitude encoding for the PID parameter space and utilizing a quantum rotation gate mechanism for efficient global search, thereby achieving online self-tuning of PID parameters under environmental disturbances. Simulation results indicate that, under sea conditions with external disturbances, the proposed method achieves a superior balance among tracking accuracy, control smoothness, and system energy efficiency compared to the traditional fixed-parameter PID-LOS approach, enhancing the comprehensive anti-disturbance robustness of the USV.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
zzr完成签到 ,获得积分10
3秒前
耸耸完成签到 ,获得积分10
5秒前
Orange应助三木采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
炒栗子完成签到,获得积分10
7秒前
ln177发布了新的文献求助10
7秒前
kexin完成签到 ,获得积分10
7秒前
刻苦的柜子完成签到,获得积分10
8秒前
Maestro_S发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
万能图书馆应助124采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
隔壁巷子里的劉完成签到 ,获得积分10
12秒前
石远夫发布了新的文献求助10
13秒前
嘿小白发布了新的文献求助10
13秒前
南淮完成签到,获得积分10
13秒前
Adam罗完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
刘丽梅完成签到 ,获得积分0
13秒前
善学以致用应助酷炫远山采纳,获得10
13秒前
科研通AI6应助刻苦的柜子采纳,获得10
15秒前
15秒前
幸运星完成签到,获得积分10
18秒前
蓝天发布了新的文献求助10
18秒前
大模型应助124采纳,获得10
19秒前
三木发布了新的文献求助10
19秒前
英姑应助含蓄觅山采纳,获得10
19秒前
尊敬的笑翠完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
hgc完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
TAO LEE发布了新的文献求助200
23秒前
黑驴发布了新的文献求助10
24秒前
hsiuf完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5757961
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5512384
关于积分的说明 15389427
捐赠科研通 4895443
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2633074
邀请新用户注册赠送积分活动 1581186
关于科研通互助平台的介绍 1536797