matlab 领航跟随式UUV编队控制代码

以下是一个简单的 MATLAB 实现，用于控制领航跟随式 UUV 编队。假设有两艘 UUV，第一个是领航者，第二个是跟随者。

% 领航跟随式 UUV 编队控制代码
% 假设有两艘 UUV，第一个是领航者，第二个是跟随者

% 设置仿真时间
Tsim = 50;

% 设置领航者和跟随者初始位置
r1_0 = [0; 0; 0]; % 领航者初始位置
r2_0 = [10; 0; 0]; % 跟随者初始位置

% 设置领航者和跟随者初始速度
v1_0 = [0; 0; 0]; % 领航者初始速度
v2_0 = [0; 0; 0]; % 跟随者初始速度

% 设置领航者和跟随者目标速度
v1_d = [1; 0; 0]; % 领航者目标速度
v2_d = [1; 0; 0]; % 跟随者目标速度

% 设置领航者和跟随者质量
m1 = 1000; % 领航者质量
m2 = 1000; % 跟随者质量

% 设置领航者和跟随者阻尼系数
d1 = 50; % 领航者阻尼系数
d2 = 50; % 跟随者阻尼系数

% 设置领航者和跟随者控制增益
k1 = 1000; % 领航者控制增益
k2 = 1000; % 跟随者控制增益

% 设置仿真时间步长
dt = 0.01;

% 初始化领航者和跟随者位置和速度
r1 = r1_0;
r2 = r2_0;
v1 = v1_0;
v2 = v2_0;

% 开始仿真
for t = 0:dt:Tsim
    % 计算领航者和跟随者之间的相对位置和速度
    dr = r2 - r1;
    dv = v2 - v1;
    
    % 计算领航者和跟随者之间的相对速度的投影
    dv_para = (dot(dv, dr) / dot(dr, dr)) * dr;
    dv_perp = dv - dv_para;
    
    % 计算领航者和跟随者之间的距离和速度误差
    e_r = norm(dr);
    e_v = norm(dv_perp);
    
    % 计算领航者和跟随者之间的相对速度误差
    e_dv = dot(dv_para, v2_d - v1_d) / norm(dv_para);
    
    % 计算领航者和跟随者的控制力
    f1 = m1 * (v1_d - v1) / k1 + d1 * (v1_d - v1) / k1;
    f2 = m2 * (v2_d - v2) / k2 + d2 * (v2_d - v2) / k2;
    
    % 计算领航者和跟随者之间的相对控制力
    df = f2 - f1;
    
    % 计算领航者和跟随者的加速度
    a1 = f1 / m1;
    a2 = f2 / m2;
    
    % 计算领航者和跟随者的位置和速度变化量
    dr1 = v1 * dt;
    dv1 = a1 * dt;
    dr2 = v2 * dt;
    dv2 = a2 * dt;
    
    % 更新领航者和跟随者的位置和速度
    r1 = r1 + dr1;
    v1 = v1 + dv1;
    r2 = r2 + dr2;
    v2 = v2 + dv2;
    
    % 绘制领航者和跟随者的位置
    plot3(r1(1), r1(2), r1(3), 'ro');
    hold on;
    plot3(r2(1), r2(2), r2(3), 'bo');
    axis equal;
    xlabel('X');
    ylabel('Y');
    zlabel('Z');
    title(sprintf('Time: %0.2f s', t));
    drawnow;
    hold off;
end

在这个实现中，我们假设领航者和跟随者都是点质量，它们之间的相互作用只有引力和阻尼力。控制器通过计算领航者和跟随者之间的距离和速度误差来生成控制力。然后，这个控制力被用于计算领航者和跟随者的加速度，并且它们的位置和速度被更新。最后，我们使用 plot3 函数在 3D 坐标系中绘制领航者和跟随者的位置。