UGSim: Autonomous Buoyancy-Driven Underwater Glider Simulator with LQR Control Strategy and Recursive Guidance System

要約

このペーパーでは、LQR制御戦略と再帰ガイダンスシステムを備えた、浮力駆動型グライダーのシミュレーターであるUGSIMを紹介します。
デイブとウブシムの頂上に構築されており、従来のロボットシミュレーターが対処できない、浮力駆動型グライダーに対する複雑な流体力学的および静水圧の影響から生じるユニークな課題に対処するように設計されています。
車両のクラスの特徴を区別するため、水中ロボット工学用に開発された一般的なコントローラーとガイダンスシステムは実行不可能です。
シミュレータは、それ以外の場合は海上での高価で時間のかかる操作を必要とするアルゴリズムの開発と評価を加速するために提供されます。
これは、基本的な運動モジュール、LQR制御モジュール、再帰ガイダンスモジュールで構成されており、ユーザーはロボットシステム全体とソフトウェアインフラストラクチャではなく、単一の問題に集中できます。
シミュレータの使用を例で実証し、Petrel-IIという名前の浮力駆動型グライダーの構成を読み込み、ダイナミクスシミュレーション、制御戦略のパフォーマンス、ガイダンスシステムを提示します。

要約(オリジナル)

This paper presents the UGSim, a simulator for buoyancy-driven gliders, with a LQR control strategy, and a recursive guidance system. Building on the top of the DAVE and the UUVsim, it is designed to address unique challenges that come from the complex hydrodynamic and hydrostatic impacts on buoyancy-driven gliders, which conventional robotics simulators can’t deal with. Since distinguishing features of the class of vehicles, general controllers and guidance systems developed for underwater robotics are infeasible. The simulator is provided to accelerate the development and the evaluation of algorithms that would otherwise require expensive and time-consuming operations at sea. It consists of a basic kinetic module, a LQR control module and a recursive guidance module, which allows the user to concentrate on the single problem rather than the whole robotics system and the software infrastructure. We demonstrate the usage of the simulator through an example, loading the configuration of the buoyancy-driven glider named Petrel-II, presenting its dynamics simulation, performances of the control strategy and the guidance system.

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