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一种自组织AUV双体协调对接的路径规划方法

2026-01-28 11:00:07 160次浏览

技术特征:

1.一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:步骤1中,建立动力学模型,包括状态变量和控制变量,在初始和终端时刻设定边界条件;状态变量包括auv的位置、速度和姿态,控制变量包括推进器的推力和转动力矩。

3.根据权利要求2所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:步骤2中,轨迹优化问题的表述包括构建目标函数和建立相应的约束条件;构建目标函数,目标函数包括航行时间最短和能源消耗最少;建立与目标函数相应的约束条件,约束条件包括动力学、运动学和环境因素;

4.根据权利要求3所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:步骤3中,将离散化后的最优控制问题转化为非线性规划问题,并使用适当的数值方法求解;适当的数值方法包括罚函数法和序列二次规划法,处理带有约束的优化问题。

5.根据权利要求4所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:步骤4中,kkt条件是一类最优性条件,它们为约束优化问题提供了一种有效的求解框架。

6.根据权利要求5所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:步骤5中,根据求解得到的轨迹,对auv的实际航行轨迹进行调整和优化;包括对速度、方向和姿态的微调。

7.根据权利要求6所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:还包括步骤6、模拟与实验验证:

8.根据权利要求7所述的一种自组织auv双体协调对接的路径规划方法,其特征在于:还包括步骤7、进行系统整合与测试:将所有组件和算法整合到一个系统模型中,进行全面的测试。


技术总结
本发明涉及一种自组织AUV双体协调对接的路径规划方法,属于水下机器人技术领域。自组织AUV前后完成感知定位和位置对齐,实现自主动态对接;针对海流扰动,提出最优轨迹规划方法,优化航行时间、能量消耗和安全性;研究自组织AUV双体的主动对接约束条件及海流影响,建立了海流干扰下的动力学方程,设计一种考虑多约束条件的自组织AUV双体主动对接规划算法;采用伪谱法求解具有约束的非线性规划问题,确保运动参数在约束条件下的收敛性。主要包括以下步骤:建立系统模型;进行轨迹优化问题表述;进行性能指标的离散化;使用KKT乘子法将边值问题转化为初值问题;进行轨迹调整与优化。本提高了对接效率、安全性和隐蔽性,具有重要的实际应用价值。

技术研发人员:姜言清,李昊政,李舒畅,盛聪,李航,张君蕊,李晔
受保护的技术使用者:哈尔滨工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/5
文档序号 : 【 40237134 】

技术研发人员:姜言清,李昊政,李舒畅,盛聪,李航,张君蕊,李晔
技术所有人:哈尔滨工程大学

备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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姜言清李昊政李舒畅盛聪李航张君蕊李晔哈尔滨工程大学
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