This paper proposes an intelligent fault-tolerant control (FTC) strategy to tackle the trajectory tracking problem of an underwater vehicle (UV) under thruster damage (power loss) cases and meanwhile resolve the actuator saturation brought by the vehicle's physical constraints. In the proposed control strategy, the trajectory tracking component is formed by a refined backstepping algorithm that controls the velocity variation and a sliding mode control deducts the torque/force outputs; the fault-tolerant component is established based on a Grasshopper Optimization Algorithm (GOA), which provides fast convergence speed as well as satisfactory accuracy of deducting optimized reallocation of the thruster forces to compensate for the power loss in different fault cases. Simulations with or without environmental perturbations under different fault cases and comparisons to other traditional FTCs are presented, thus verifying the effectiveness and robustness of the proposed GOA-based fault-tolerant trajectory tracking design.


翻译:本文提出了明智的容错控制(FTC)战略,以解决推进器损坏(断电)情况下水下车辆(UV)轨迹跟踪问题,同时解决驱动器物理限制造成的振动饱和,在拟议的控制战略中,轨迹跟踪部分由精细的后步算法组成,该算法控制速度变异和滑动模式控制扣除了硬力/力输出;过错控制构件是根据“GOA”型 ⁇ 吸附A Agorithm(GOA)(GOA)”(GOA)建立的,该算法提供快速趋同速度和令人满意的精确度,以扣减推进器的优化再分配,以补偿不同故障情况下的功率损失;提出了在不同故障情况下环境扰动或无环境扰动的模拟,并与其他传统的FTC进行比较,从而核实拟议的GA型防过错轨跟踪设计的有效性和稳健性。

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