变化海流环境下AUV能量最优三维路径规划

为获取变化海流环境下自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)的能量最优路径,基于最优控制理论提出一种用于AUV的三维能量最优路径规划算法。首先,为了有效抑制海流对路径规划的影响,将海流向量加入到AUV运动学模型中。其次,在已知俯仰角及AUV位置的情况下,利用庞特里亚金极小值原理,获得能量最优控制律。最后,利用线性定常系统的状态空间理论,计算得到初始艏向角、航速以及能量消耗。在仿真环节,通过与负反馈控制策略相比较,说明所提算法能够规划出三维能量最优路径,而且可以有效降低AUV的能量消耗。