无速度测量下基于信息耦合度的自主水下航行器分群控制算法

摘要

自主水下航行器(AUV)的分群控制,表征为AUV群集在外部刺激下自发分裂成多个子群的行为.针对无速度测量下AUV群集(SAUV)的分群控制问题,提出了一种基于信息耦合度的分群控制算法.该算法利用信息耦合度表征AUV间的交互作用强度,并通过对个体运动的动态调节实现群集行为的分化.在此基础上,针对AUV分群过程中无速度测量的情况,通过设计分布式观测器对邻居速度信息进行实时估计,并将最大信息耦合度邻居的位置信息融入分群控制律中,实现了外部刺激下AUV群集的自发分群运动.理论分析和仿真实验均验证了所提分群控制算法的可行性和有效性.