[发明专利]一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法

权利要求书

1.一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据航路点信息和计划航速，规划逻辑制导虚拟小船的参考信号；

通过视距变量和视角变量对视距和视角进行滤波；

根据虚拟小船运动学模型，计算出自适应虚拟小船的速度向量和速度自适应律；

跟随船按照所述速度向量和速度自适应律航行。

2.根据权利要求1所述的一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，所述航路点信息包括多个航路点坐标。

3.根据权利要求1所述的一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，所述逻辑制导虚拟小船的参考信号为：

其中，x_l和y_l表示逻辑制导虚拟小船在惯性坐标系下的位置坐标，u_l为计划航速，ψ_l为逻辑制导虚拟小船在惯性坐标系下的艏摇角，参数上的点代表该参数的一阶导数，r_l为逻辑制导虚拟小船的艏摇角速度。

4.根据权利要求1所述的一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，所述通过视距变量和视角变量对视距和视角进行滤波，具体为：

其中，ρ_f为滤波后的视距，ρ为逻辑制导虚拟小船和自适应虚拟小船之间的视距，T_ρ为视距时间常数，λ_f为滤波后的视角，λ为逻辑制导虚拟小船和自适应虚拟小船之间的视角，参数上的点代表该参数的一阶导数，T_λ为视角时间常数。

5.根据权利要求1所述的一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，所述虚拟小船运动学模型为：

其中，η_v＝[x_v,y_v,ψ_v]^T为自适应虚拟小船在惯性坐标系下的位置向量，x_v,y_v为自适应虚拟小船在惯性坐标系下的位置坐标，ψ_v为自适应虚拟小船的艏摇角，为转换矩阵，v_v为自适应虚拟小船的速度向量。

6.根据权利要求1所述的一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，所述自适应虚拟小船的速度向量为：

其中，为转换矩阵，K_e是人为设置的控制参数矩阵，ε为常量，e＝η_r-η_v为跟随船参考轨迹和自适应虚拟小船轨迹的位置误差向量，η_r＝[x_r,y_r,ψ_r]^T为跟随船参考轨迹的位置向量，x_r,y_r分别为跟随船参考轨迹位置的横坐标和纵坐标，ψ_r为跟随船参考轨迹的方位角，η_v＝[x_v,y_v,ψ_v]^T为自适应虚拟小船的位置向量，x_v,y_v为自适应虚拟小船在惯性坐标系下的位置坐标，ψ_v为自适应虚拟小船的艏摇角，为速度向量上界的估计值，tanh(·)为双曲正切函数。

7.根据权利要求1所述的一种考虑队形伸缩的船舶编队自适应事件触发控制方法，其特征在于，所述自适应虚拟小船的速度向量的自适应律为：

其中，Γ_v为自适应律的控制参数，e^T为e的转置，e＝η_r-η_v为跟随船参考轨迹和自适应虚拟小船轨迹的位置误差向量，σ_v为常量，为的初始值，为速度向量上界的估计值，η_r＝[x_r,y_r,ψ_r]^T为跟随船参考轨迹的位置向量，x_r,y_r分别为跟随船参考轨迹位置的横坐标和纵坐标，ψ_r为跟随船参考轨迹的方位角，η_v＝[x_v,y_v,ψ_v]^T为自适应虚拟小船的位置向量，x_v,y_v为自适应虚拟小船在惯性坐标系下的位置坐标，ψ_v为自适应虚拟小船的艏摇角，ε为常量。