طراحی کنترلگر تعقیب مسیر هماهنگ برای گروه شناور زیرسطحی با در نظر گرفتن مسئله اجتناب از برخورد

در این مقاله مسئله حرکت هماهنگ یک گروه زیرسطحی با در نظر گرفتن مسئله اجتناب از برخورد زیرسطحی‌ها با موانع و همچنین با یکدیگر مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور در ابتدا با استفاده از روش گام به عقب، برای یک زیرسطحی کنترلگر تعقیب مسیر طراحی می‌گردد. اثبات پایداری کنترلگر ارائه شده با استفاده از قاعده لیاپانوف انجام می‌گیرد. در ادامه با استفاده از قواعد تئوری گراف، مدل‌سازی ارتباط بین زیرسطحی‌ها انجام شده و کنترلگر تعقیب مسیر برای یک زیرسطحی به کنترلگر تعقیب مسیر به صورت هماهنگ برای گروه زیرسطحی تعمیم داده می‌شود. سپس مسئله اجتناب از برخورد بررسی می‌شود. بدین منظور با استفاده از روش سیکل حد پیرامون هر مانع یک بیضی در نظر گرفته شده و در صورت خطر برخورد یکی از عوامل با موانع، کنترلگر اجتناب از برخورد فعال می‌شود. همچنین این روش برای مسئله اجتناب از برخورد عوامل با همدیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نهایت نیز با استفاده از ضرایب هیدرودینامیکی یک زیرسطحی شبیه‌سازی انجام شده و نتایج به منظور عملکرد صحیح کنترلگر طراحی شده، ارائه می‌شود.

Keywords:

Autonomous underwater vehicle , Coordinated path following , Graph theory , Obstacle and collision avoidance , Limit cycle , شناور زیرسطحی , تعقیب مسیر هماهنگ , تئوری گراف , اجتناب از برخورد با مانع , سیکل حد