基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制的开题报告.docx

基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制的开题报告
一、研究背景
近年来，随着水面无人艇技术的发展，水上作业、海洋监测等领域越来越多地使用无人艇进行任务执行。水面无人艇编队控制技术是实现多艇协同作业的关键技术之一。在水面无人艇编队控制中，每个水面无人艇作为一个个体，需要与其他无人艇协同合作完成任务，相互之间需要进行通信、控制和协调，因此水面无人艇编队控制涉及到多维度问题：通信、控制、协调和优化等方面。其中，控制问题是影响水面无人艇编队控制性能和应用效果的关键问题之一。
针对水面无人艇编队控制中存在的问题，近几年来，自抗扰技术逐渐被广泛应用于多种系统的控制中。自抗扰技术是一种强鲁棒控制方法，具有抵抗模型和外部扰动的能力，适用于非线性、不确定、复杂系统的控制。水面无人艇编队控制是一种典型的非线性、不确定、复杂系统，因此自抗扰技术在水面无人艇编队控制中的应用具有广阔前景。
本文将探讨基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法。
二、研究目的
本文旨在探究基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法，研究其控制效果和性能指标，并对比分析传统控制方法和自抗扰控制方法的差异，为水面无人艇编队控制提供良好的参考和支持。
三、研究内容
1.水面无人艇编队控制的基本原理和模型
本部分将对水面无人艇编队控制的基本原理进行讲解，并建立水面无人艇编队控制模型，为后续基于自抗扰技术的控制方法提供必要的理论支撑。
2.自抗扰控制理论综述
本部分将介绍自抗扰控制的理论基础和应用情况，包括自抗扰神经网络、自抗扰控制器设计、自抗扰应用案例等。
3.基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法
本部分将针对水面无人艇编队控制的特点，设计基于自抗扰技术的控制方法，包括自抗扰神经网络控制、自抗扰滑模控制等。
4.实验验证与结果分析
本部分将在水面无人艇编队控制实验平台上实现对基于自抗扰技术的控制方法的验证，对控制效果和性能指标进行分析和对比，评估自抗扰技术在水面无人艇编队控制中的应用效果。
四、研究意义和应用价值
本文所提出的基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法，具有良好的鲁棒性和控制性能，可以有效应对水面无人艇编队控制中存在的非线性、不确定、复杂等问题，具有很大的应用价值。该方法可以应用于水面无人艇编队控制任务的头短、尾长、面积大、复杂等特点的任务，具有广阔的应用范围。
五、研究难点和创新点
1.面临水面无人艇编队控制中存在的非线性、不确定、复杂等问题，需要研究相应的控制方法，具有一定的难度。
2.提出基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法，可以有效应对非线性、不确定、复杂等问题，具有良好的鲁棒性和控制性能，是该领域的创新点。
六、研究方案和进度安排
1.研究方案
（1）对水面无人艇编队控制的基本原理进行深入研究，建立水面无人艇编队控制模型。
（2）研究自抗扰控制理论，包括自抗扰神经网络、自抗扰控制器设计、自抗扰应用案例等。
（3）基于自抗扰技术，设计水面无人艇编队控制方法，包括自抗扰神经网络控制、自抗扰滑模控制等。
（4）在水面无人艇编队控制实验平台上实现对基于自抗扰技术的控制方法的验证，对控制效果和性能指标进行分析和对比。
2.进度安排
（1）2021年6月至10月：对水面无人艇编队控制的基本原理进行研究，建立水面无人艇编队控制模型。
（2）2021年11月至2022年5月：研究自抗扰控制理论，提出基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法。
（3）2022年6月至2022年12月：在水面无人艇编队控制实验平台上实现对基于自抗扰技术的控制方法的验证，对控制效果和性能指标进行分析和对比。
七、预期成果
1.对水面无人艇编队控制的基本原理进行讲解，建立水面无人艇编队控制模型，并对现有控制方法进行对比分析。
2.综述自抗扰控制理论，重点介绍自抗扰神经网络、自抗扰滑模控制等方法，并探讨其在水面无人艇编队控制中的应用。
3.提出基于自抗扰技术的水面无人艇编队控制方法，并在实验平台上进行验证，对控制效果和性能指标进行分析和对比。
八、研究经费
本项目预计需要经费20万元。其中，实验设备购置费和实验室运行费约占60%；材料费和出版论文费约占30%；研究人员酬金约占10%。
九、参考文献
1.张美娟.无人艇编队控制策略研究[D].哈尔滨工程大学,2015.
2.龚学武,纪建宇,张明明.自抗扰控制技术及其应用研究[J].电子设计工程,2015,23(6):140-142.
3.张明,张敏,李乐.基于小波神经网络控制的水下无人机编队技术研究[J].上海海洋大学学报,2018,27(6):1038-1045.
4.AliBali,TarakDamak,KhaledJelassi,etal.Slidingmodeanddisturbanceobserverbasedcontrolforformationfl