Contribution to the coordination of autonomous underwater vehicles flotilla
Contribution à la coordination de flottille de véhicules sous-marins autonomes
Résumé
Our researches are related to coordination of torpedo-shaped autonomous underwater vehicles flotilla. The cooperation of such vehicles can generate a gain of time, energy, data and exploring area. Indeed, we study the modelling and the control, based on classic sliding mode, of a torpedo-shaped autonomous underwater vehicle. We also present a new high order sliding mode control law in order to limit chattering phenomenon acting on actuators. Finally, we propose a new control strategy to coordinate a flotilla of underwater robots. Our works are based on a decentralized control that consists of Leader-Follower principle. We take advantage of a trajectory generator providing a feasible path for the vehicles and keeping them in group, and a feedback control law keeping the robots on their trajectories. The goal of this method is that each torpedo finds a minimal time trajectory in order to minimize the time of displacement. Some results of simulation and sea experiments illustrate our different theoretical suggestions.
Nos travaux concernent la coordination de flottille de véhicules sous-marins autonomes de type torpille. La coopération de tels véhicules nous laisse envisager un gain de temps, d'énergie, de données ou encore d'espace exploré. À cette fin, nous proposons une nouvelle stratégie de contrôle pour coordonner une flottille de robots sous-marins. Nos recherches sont basées sur une commande décentralisée reposant sur le principe Leader-Follower. Nous utilisons un générateur de trajectoires fournissant à chaque instant un chemin faisable pour les véhicules les maintenant en formation, et une commande à retour d'état pour garder les engins sur leur trajectoire. Notre algorithme prend en compte les contraintes dynamiques et de vitesse de chaque robot. L'objectif de cette méthode est que chaque torpille trouve une trajectoire à temps minimal afin de minimiser le temps de déplacement. Des résultats de simulation et d'expérimentations en mer illustrent nos différentes études théoriques.