Trajectory Tracking Control of Surface Mobile Buoys Based on A-Star - NMPC Algorithm
Keywords:
Surface mobile buoy, Trajectory tracking, Simulation analysis, Model predictive control
Abstract
针对传统浮标机动性不足、轨迹跟踪精度低的问题,设计了一种新型水面移动浮标,并设计了一种融合A*算法和非线性模型预测控制(NMPC)的轨迹跟踪算法。首先,建立三自由度水面移动浮标的数学模型。其次,设计A*-NMPC算法,将A*算法的全局路径规划能力与NMPC的动态优化特性相结合,形成协同控制框架。最后,通过仿真实验,对比分析了与线性模型预测控制(MPC)的轨迹跟踪效果。结果表明,A*-NMPC在航向突变场景下表现出显著优势,最大纵向误差较MPC降低50%,横向误差降低80%,且具备动态避障和快速响应能力。
Published
2025-10-24