State-dependent finite-time controller design and its application to positioning control task for underactuated unmanned surface vehicles

Qu, Yang; Cai, Lilong

doi:10.1016/j.oceaneng.2022.113311

Cited by 4 publications

(1 citation statement)

References 76 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Its inertial moment is 12.8 kg • m 2 . Detailed descriptions of this USV can be found in [10,44,62]. Implementation processes of the proposed methods are summarized in a block diagram, as shown in Figure 7.…”

Section: System Setupmentioning

confidence: 99%

Real-Time Emergency Collision Avoidance for Unmanned Surface Vehicles with COLREGS Flexibly Obeyed

Cai

2022

JMSE

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents a real-time emergency collision-avoidance method for unmanned surface vehicles (USVs) with the International Regulations for Preventing Collisions at Sea (COLREGS) flexibly obeyed. The pivotal issue is that some traffic vessels may violate the demands of this convention, which would increase the risk of collision if the USV blindly obeys the COLREGS rules. To avoid mandatory compliance with these COLREGS rules, a real-time truncated velocity obstacle (TVO) algorithm is proposed to assign a collision-free velocity vector for the control system to realize. Considering a reasonable trade-off between safety and the COLREGS rules, the proposed collision-avoidance method expands the TVO’s area based on the velocity uncertainties of traffic vessels, which greatly enhance the safety of collision-avoidance operations and encourage the USV to follow the COLREGS rules. To promptly realize an assigned collision-free velocity, this paper also develops a discrete simultaneous planning and executing (SPAE) controller design. The proposed discrete controller is divided into three parts: online polynomial planning to satisfy the constraints of tracking errors, an accurate uncertainty estimation, and an algebraic control law to promptly execute the planned polynomial. Numerical results have validated the reliability and intelligibility of the proposed collision-avoidance method. Furthermore, simulated and experimental results have validated the effectiveness of the proposed controller design.

show abstract

Section: System Setupmentioning

confidence: 99%

Real-Time Emergency Collision Avoidance for Unmanned Surface Vehicles with COLREGS Flexibly Obeyed

Cai

2022

JMSE

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Wave-filtering Observer Design in Station-Keeping Control for Dynamic Positioning Ships

Wen,

Qu,

Liu

2023

2023 IEEE 6th International Conference on Automation, Electronics and Electrical Engineering (AUTEEE)

View full text Add to dashboard Cite

2DOFPID ve Kesir Dereceli PID Kontrolör ile Ayarlanan Senkron Motorların Kontrolü Yardımıyla İki Eksenli Robot Kolu Pozisyonunun Ayarlanması

GÜVEN

2023

Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

İki eksenli robot kol endüstride yaygın olarak kullanılan temel robotlardır. Pek çok sanayi tesisinde üretim, taşıma, yönlendirme, parça birleştirme gibi pek çok farklı görevde kullanılabilmektedirler. Bu robotlar aynı zamanda değişik ağırlıkları taşıyabilecek şekilde farklı güç değerlerinde de üretilmektedirler. Genelde kuka robotu olarak bilinen bu robotlar farklı motorlar kullanılarak hareket ettirilmektedir. Kullanılan elektrik motoru her ne çeşit oluşa olsun hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir. Dolayısıyla farklı güç değerinde ya da farklı motor kullanan bu robotların farklı şekillerde kontrol edilmeleri gereklidir. Bu çalışmada senkron motorlar tarafından hareket ettirilen iki eksenli bir robotun hem kesir dereceli PID (KDPID) kontrolör hem de iki serbestlik dereceli PID (2DOFPID) kontrolör kullanılarak pozisyon kontrolünün incelenmesi amaçlanmıştır. İki eksenli robot olduğu için iki adet senkron motor, iki adet sürücü ve iki adet kontrolör kullanılarak sistem gerçekleştirilmektedir. Sistemin tamamı Matlab/Simulink ortamında tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Farklı referans girişler için sistem performansı ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir.

show abstract

State-dependent finite-time controller design and its application to positioning control task for underactuated unmanned surface vehicles

Cited by 4 publications

References 76 publications

Real-Time Emergency Collision Avoidance for Unmanned Surface Vehicles with COLREGS Flexibly Obeyed

Real-Time Emergency Collision Avoidance for Unmanned Surface Vehicles with COLREGS Flexibly Obeyed

Wave-filtering Observer Design in Station-Keeping Control for Dynamic Positioning Ships

2DOFPID ve Kesir Dereceli PID Kontrolör ile Ayarlanan Senkron Motorların Kontrolü Yardımıyla İki Eksenli Robot Kolu Pozisyonunun Ayarlanması

Contact Info

Product

Resources

About