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船舶運動及控制報告 題目 : 混合 H2/H∞ 基於航向軌跡來控制低成本的自航器

船舶運動及控制報告 題目 : 混合 H2/H∞ 基於航向軌跡來控制低成本的自航器. 授課教授 : 曾慶耀老師 報告學生 : 張正鈺 學號 :M98670014. 摘要. 1. 利用感測器和應用 H2/H∞ 的控制方法來設計控制器 2. 使用的 數學模型為 Nomoto Model 3. 利用 低成本的設備來達到完整的操舵和引導 4. 證 明海上試驗在航向追跡的表現， 標準差交叉追踪誤差為 2.3 公尺. 1. 介紹. 1. 無人載具 :UAV 、 UGV 、 AUV 、 ASC 2. 此艘自航器的用途 3. 研究載具為一艘長 1060 毫米，質量 12 公斤的船

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船舶運動及控制報告 題目 : 混合 H2/H∞ 基於航向軌跡來控制低成本的自航器

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  1. 船舶運動及控制報告題目:混合H2/H∞基於航向軌跡來控制低成本的自航器船舶運動及控制報告題目:混合H2/H∞基於航向軌跡來控制低成本的自航器 授課教授:曾慶耀老師 報告學生:張正鈺 學號:M98670014

  2. 摘要 • 1.利用感測器和應用H2/H∞的控制方法來設計控制器 • 2.使用的數學模型為Nomoto Model • 3.利用低成本的設備來達到完整的操舵和引導 • 4.證明海上試驗在航向追跡的表現，標準差交叉追踪誤差為 2.3公尺

  3. 1.介紹 • 1.無人載具:UAV、UGV、AUV、ASC • 2.此艘自航器的用途 • 3.研究載具為一艘長1060毫米，質量12公斤的船 • 4.利用GPS全球定位和易用性 • 5.第一台自航器是由 Elmer Sperry 建構於 1911年 • 6.使用的H2 / H∞ 強健控制技術的基礎上來設計和實施 航向軌跡的控制器 • 7. GPS接收器和一個迴轉儀。總成本低於 100美元

  4. 二.數學模型 • 1.Nomoto Model • 1957年Nomoto提出了兩個轉移函數基本模型對於操作模擬和控制 • 二階的Nomoto Model (1) 該Model顯示了動態的影響舵角δ對平擺角速率r

  5. 方程式（1）進一步簡化為方程式（2） 這就是所謂的一階Nomoto Model (2) 而

  6. 假設操縱機可線性方程模型作為（3） (3) 從式子（3）代入式子（2） (4) 得到的Model從伺服電機命令平擺角速率

  7. 2.平移Model

  8. 推力T等於總阻力D (6) 速度的大小可視為不變 (7)

  9. (8) (9) (10) (11) (12) 當

  10. (13) (14) (15)

  11. 3.Course-following Model (16) (17) (18) (19)

  12. (20)

  13. 三、控制器分析 • 1.視線導航軌跡追蹤控制(line of sight) • 2.按照直線分割方向的指定waypoints • 3.混合H2 / H∞方法地應用

  14. Line of sight

  15. 4.Testbed Description

  16. 5.Experimental Results

  17. 六、結論 • 1.使用低成本GPS和迴轉儀來設計和驗證小船的航道追跡控制器 • 2.混合H2 / H∞的方法來測試H2範數最佳化航道追跡的性能 • 3.海上試驗共1.1km的航道追跡誤差的總標準差為2.3m，航道保持誤差為1.4m的標準差 • 4.從實驗數據看到建模與控制的方法用於小型自航器的航道追跡的控制，低成本的感測器，是相當有效的

  18. 謝謝聆聽

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