【摘 要】
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近年来,自主式水下机器人(AUV)在海洋科学考察和军事领域中得到了广泛的应用。决策控制系统在一定程度上决定了AUV的智能化水平,是AUV能否顺利完成各种任务的关键。本文旨在
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近年来,自主式水下机器人(AUV)在海洋科学考察和军事领域中得到了广泛的应用。决策控制系统在一定程度上决定了AUV的智能化水平,是AUV能否顺利完成各种任务的关键。本文旨在探讨一种基于行为的反应式结构AUV决策控制系统。本文所介绍的基于行为的决策控制系统,具有基于行为的诸多优点。为更加合理的搭建整个决策控制系统,本文将AUV的行为分为两大类——理性行为集和感性行为集。理性行为集是包含复杂算法的高级行为,其构成了理性行为系统;感性行为集是包含简单算法的行为,感性行为具有较高的实时性。理性行为集与感性行为集相互配合,确保AUV能够顺利完成任务。反应式结构的决策控制系统中,各行为通过加权系数进行叠加,加权系数表现为AUV的性格因子。本文利用模糊逻辑技术实现了可控的行为加权系数。以环境中障碍物的最小平均距离表达环境特征,并将此变量作为模糊逻辑系统的输入,经过模糊推理得到输出,即行为加权系数。这种方式能够使AUV根据不同的环境特征表现出不同的性格,大大提高了AUV的适应性。对于反应式结构的局部最小问题,本文引入了随机扰动行为。最后,本文选取了趋向目标行为和避障行为,利用MATLAB中的SIMULINK和FUZZY工具箱,搭建了决策控制系统的仿真平台,并联合底层AUV运动控制单元的MATLAB仿真模型进行了调试。通过仿真结果可以看到,基于行为的反应式结构的决策控制系统是有效的。
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