容错避障控制器

故障下仍保持安全自主航行

执行器故障时仍能自主避障的路径跟踪控制器，无需速度测量即可应对不确定性与外界扰动。

郝立颖 · Gege, Dong · 李铁山 · 彭周华

IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2023

技术优势

故障下仍能避障

通过将执行器效率因子下限引入人工势函数，即使执行器发生故障，避障策略也不会失效。

无需速度测量

非线性状态观测器仅依赖可测的位置信息，即可估计不确定性和外部扰动，降低了传感器要求。

跟踪误差收敛

通过反步法和自适应机制设计的控制策略能够保证跟踪误差收敛到零附近的小邻域。

应用场景

• 自主水面航行器控制：在执行器故障等异常情况下仍能保持路径跟踪与避障，提高系统可靠性。
• 自主导航系统：强化自主导航系统在故障与扰动下的安全性，减少定位与速度传感器需求。
• 无人艇：使无人艇在复杂海况中故障时仍能自主避险，降低碰撞和失控风险。