清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Adaptive Control Scheme for USV Trajectory Tracking Under Complex Environmental Disturbances via Deep Reinforcement Learning

计算机科学 弹道 强化学习 稳健性(进化) 马尔可夫决策过程 控制器(灌溉) 控制(管理) 人工智能 最优控制 控制理论(社会学) 马尔可夫过程 数学优化 生物化学 生物 基因 统计 数学 物理 化学 农学 天文
作者
Yuan Zhou,Chongwei Gong,Keran Chen
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:12 (11): 15181-15196 被引量:26
标识
DOI:10.1109/jiot.2025.3528049
摘要

Unmanned surface vehicles (USVs) have demonstrated impressive practical value and potential in Marine Internet of Things (MIoT) system. Although trajectory-tracking control is among the most common practical technology of USVs, various limitations remain unaddressed. Existing studies have employed simple mathematical models to simulate marine environment without utilizing actual data, resulting in a lack of environmental authenticity. Moreover, a complex marine environment increases the need for robustness and adaptability of the control policy. To overcome these limitations, this study proposes a deep reinforcement learning (DRL)-based policy for USV trajectory-tracking control, which can effectively adapt to complex environmental disturbances. First, we use actual marine data, including ocean currents and winds, to construct a time-varying multi-element marine environment model. Next, an effective Markov decision processes (MDPs) formulation integrating LOS guidance law is elaborately proposed, in which the composite reward function and state transition function are used to avoid ineffective exploration and achieve better convergence ability. Furthermore, a USV trajectory-tracking controller based on hybrid priority twin-delayed deep deterministic policy gradient (TD3) agent is designed; specifically, a hybrid priority experience replay mechanism is developed and integrated within the TD3. It evaluates the significance of an experience by weighing the temporal-difference (TD) error and reward value, thus enabling the USV agent to explore optimal control policies and further accelerate the network convergence. Experimental results show that our method achieves better trajectory-tracking performance than mainstream DRL-based and model-based control approaches, and adapts to different reference trajectories and different intensities of environmental disturbances with high tracking accuracy.
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
一切顺利完成签到 ,获得积分10
8秒前
15秒前
屎侬发布了新的文献求助30
22秒前
22秒前
张sjb完成签到,获得积分10
25秒前
年轻南烟发布了新的文献求助10
27秒前
丫丫完成签到 ,获得积分10
29秒前
30秒前
37秒前
屎侬完成签到,获得积分20
48秒前
ling361完成签到,获得积分10
50秒前
filter完成签到,获得积分10
56秒前
小黑马完成签到,获得积分10
1分钟前
小二郎应助明理的帆布鞋采纳,获得10
1分钟前
lzh完成签到 ,获得积分10
2分钟前
害羞孤风完成签到 ,获得积分10
2分钟前
轮回1奇点完成签到,获得积分10
2分钟前
丹丹完成签到 ,获得积分10
2分钟前
king完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
桓某人发布了新的文献求助10
3分钟前
yy完成签到,获得积分10
3分钟前
卡卡完成签到,获得积分10
3分钟前
kkdg完成签到,获得积分10
3分钟前
千帆完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
KKDG完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
kaka完成签到,获得积分10
3分钟前
Jamal完成签到,获得积分10
3分钟前
chiien完成签到 ,获得积分10
4分钟前
lnb666777888完成签到 ,获得积分10
4分钟前
南风完成签到 ,获得积分10
4分钟前
披着羊皮的狼完成签到 ,获得积分0
4分钟前
naczx完成签到,获得积分0
4分钟前
5分钟前
6分钟前
6分钟前
6分钟前
哲000发布了新的文献求助10
6分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7297968
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916431
关于积分的说明 18879348
捐赠科研通 6963217
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210641
关于科研通互助平台的介绍 2379958
邀请新用户注册赠送积分活动 2187108