Adaptive reinforcement learning fault-tolerant control for AUVs With thruster faults based on the integral extended state observer

控制理论(社会学) 容错 稳健性(进化) 控制工程 整体滑动模态 强化学习 工程类 断层(地质) 计算机科学 控制(管理) 滑模控制 人工智能 非线性系统 物理 地质学 基因 量子力学 地震学 生物化学 化学 可靠性工程
作者
Zhifu Li,Ming Wang,Ge Ma,Tao Zou
出处
期刊:Ocean Engineering [Elsevier]
卷期号:271: 113722-113722 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.oceaneng.2023.113722
摘要

In this paper, a reinforcement learning (RL) fault-tolerant control (FTC) method is proposed for trajectory tracking of autonomous underwater vehicles (AUVs) with thruster faults. To deal with the thruster fault, unknown disturbance and model uncertainty, a new integral extended state observer (IESO) for fault diagnosis observation is proposed, which uses a conventional ESO to estimate the total system uncertainty, and introduces an integral mechanism to mitigate the effect of estimation error further. Thus, the problem that the estimation error caused by the traditional ESO leads to the decline of the fault-tolerant capability of the FTC system is solved. Then, to solve the problem of integral saturation due to the introduction of the integral term, the integral term is limited after the thruster fault of the AUV. Furthermore, based on the actor–critic structure of RL, a PD-like feedback controller is designed to realize the FTC of AUV in the face of thruster fault by using the total uncertainty of the IESO scheme. And the input saturation of the thruster is considered, and an auxiliary variable system is used to handle the control truncation between saturated and unsaturated inputs. Based on the Lyapunov method, the stability of the closed-loop system is analyzed and proved. Finally, the proposed method is verified to have good fault tolerance and robustness by simulation and underwater experiments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
被窝发布了新的文献求助10
2秒前
思源应助1212采纳,获得10
2秒前
CipherSage应助狐火采纳,获得10
3秒前
3秒前
HHHHH发布了新的文献求助10
5秒前
xlj完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
6秒前
小蘑菇应助TOP采纳,获得10
7秒前
吃面不加葱完成签到,获得积分10
8秒前
雷穗天应助文件撤销了驳回
9秒前
美丽越彬发布了新的文献求助10
10秒前
hacker发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
荔枝肉发布了新的文献求助10
11秒前
Pytong完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
橘x应助HHHHH采纳,获得30
12秒前
zzzz完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
15秒前
Loris完成签到,获得积分10
15秒前
Wwwwww完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
美丽越彬完成签到,获得积分10
16秒前
小小牛马应助悦耳笑蓝采纳,获得10
16秒前
狐火发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
Wwwwww发布了新的文献求助10
19秒前
TOP发布了新的文献求助10
19秒前
寒鸦少年完成签到,获得积分10
22秒前
qqqq完成签到,获得积分10
22秒前
陈冰发布了新的文献求助10
23秒前
李爱国应助南橘采纳,获得10
23秒前
24秒前
欣喜的人龙完成签到 ,获得积分10
25秒前
HXY完成签到,获得积分10
25秒前
华仔应助xy采纳,获得10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Modified letrozole versus GnRH antagonist protocols in ovarian aging women for IVF: An Open-Label, Multicenter, Randomized Controlled Trial 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6063515
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7896057
关于积分的说明 16315096
捐赠科研通 5206792
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2785521
邀请新用户注册赠送积分活动 1768249
关于科研通互助平台的介绍 1647508