Adptive Heading Control of Underactuated Unmanned Surface Vehicle Based on Improved Backpropagation Neural Network

欠驱动 控制理论(社会学) 稳健性(进化) 人工神经网络 航向(导航) 计算机科学 反向传播 梯度下降 非线性系统 工程类 人工智能 控制(管理) 生物化学 化学 物理 量子力学 基因 航空航天工程
作者
Zaopeng Dong,Jiakang Li,Wei Liu,Haisheng Zhang,Shijie Qi,Zhengqi Zhang
出处
期刊:Polish Maritime Research [De Gruyter Open]
卷期号:30 (1): 54-64 被引量:4
标识
DOI:10.2478/pomr-2023-0006
摘要

Abstract Aiming at the challenges to the accurate and stable heading control of underactuated unmanned surface vehicles arising from the nonlinear interference caused by the overlay and the interaction of multi interference, and also the uncertainties of model parameters, a heading control algorithm for an underactuated unmanned surface vehicle based on an improved backpropagation neural network is proposed. Based on applying optimization theory to realize that the underactuated unmanned surface vehicle tracks the desired yaw angle and maintains it, the improved momentum of weight is combined with an improved tracking differentiator to improve the robustness of the system and the dynamic property of the control. A hyperbolic tangent function is used to establish the nonlinear mappings an approximate method is adopted to summarize the general mathematical expressions, and the gradient descent method is applied to ensure the convergence. The simulation results show that the proposed algorithm has the advantages of strong robustness, strong anti-interference and high control accuracy. Compared with two commonly used heading control algorithms, the accuracy of the heading control in the complex environment of the proposed algorithm is improved by more than 50%.

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