Disturbance-compensated NMPC control for cooperative path following of USV-UAVs formation

控制理论(社会学) 扰动(地质) 控制(管理) 路径(计算) 计算机科学 环境科学 地质学 计算机网络 人工智能 地貌学
作者
Shihang Gao,Xianku Zhang,Hugan Zhang,Daocheng Ma
出处
期刊:Proceedings Of The Institution Of Mechanical Engineers, Part M: Journal Of Engineering For The Maritime Environment [SAGE Publishing]
卷期号:240 (1): 79-92 被引量:1
标识
DOI:10.1177/14750902251343937
摘要

This paper proposes a novel nonlinear model predictive control (NMPC) strategy for cooperative path following of unmanned surface vehicles (USVs) and unmanned aerial vehicles (UAVs) formation, enhanced by a nonlinear disturbance observer (NDOB) to address external disturbances and model uncertainties. Accurate mathematical models of USV and UAV dynamics under perturbations are established, and a discretized predictive model is formulated to efficiently solve the constrained open-loop optimization problem. Stability analysis of both the controller and observer is conducted using Lyapunov theory. Simulation results demonstrate that the proposed method achieves precise formation path following, with significant improvements in tracking performance compared to classical MPC controllers. Specifically, reductions of 57.41%, 57.58%, and 45.65% are observed in the indexes of integral absolute error (IAE), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE), respectively. This approach provides a promising solution for coordinated multi-vehicle control in maritime operations and similar applications.
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
1秒前
布噜布噜发布了新的文献求助10
2秒前
苹果磬完成签到,获得积分10
2秒前
Just森发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
共享精神的应助被WJY采纳,获得10
3秒前
认真的不评的应助被西柚采纳,获得10
3秒前
乐乐的应助被西柚采纳,获得10
4秒前
矢车菊发布了新的文献求助10
4秒前
Binbin发布了新的文献求助10
4秒前
栗子壳发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
cj完成签到 ,获得积分10
6秒前
知性的千秋完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
CipherSage的应助被sweater采纳,获得10
8秒前
隐形曼青的应助被矢车菊采纳,获得10
8秒前
Zhang发布了新的文献求助10
9秒前
FashionBoy的应助被肥逗采纳,获得100
9秒前
9秒前
10秒前
111发布了新的文献求助10
10秒前
情怀的应助被骤世界采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
theverve完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
可爱的函函的应助被你好采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
顾矜的应助被Amireux采纳,获得10
14秒前
gaga发布了新的文献求助20
15秒前
15秒前
怡然的剑发布了新的文献求助10
15秒前
怡然诺言完成签到,获得积分10
15秒前
man完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Organizational Behavior 510
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 350
Sing with Understanding: Introduction to Theology in Christian Congregational Song, 3rd ed 330
Auslegung und Untersuchung einer invers ausgelegten Beschaufelung eines einstufigen Axialverdichters mit Vorleitrad (German) 300
AI-Contracting 300
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7839879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9361759
关于积分的说明 20622646
捐赠科研通 7434321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3339431
关于科研通互助平台的介绍 2483808
邀请新用户注册赠送积分活动 2361038