文章标题：舰船导航机器人的自动控制研究

文章作者：吕世霞^1,2
关 键 字：导航机器人;自动控制;直角坐标系;最优反馈控制器
文章摘要：传统控制方法过分依赖于机器人运动力学，在流动海平面上容易出现偏航，为了解决这个问题，提出了舰船导航机器人的自动控制研究。使用激光雷达辨识障碍物边缘和轮廓信息，通过构建直角坐标系，确定目的地的位置信息。设计最优反馈控制器结构，构建最优控制函数，结合线性二次最优控制理论，使反馈最优控制函数值取得最小值，获取舰船导航机器人的自动控制规律，使系统控制具有动态响应性能。采用动态窗口法控制导航机器人避障功能，构建运动学模型，将输入偏差信号转换为论域上的点，通过设定合理阈值实现控制器平滑切换，推导出运动轨迹方程，实现对导航方向的自动控制。实验结果表明，该方法能够按照既定路线精准避障，角度偏差控制在−5°～5°范围内，位移偏差x，y，z方向分别控制在0～0.25 m，−1.0～0 m，−0.25～0 m范围内，能够达到自动精准控制的目的。