基于APF—PID的渔网牵引船路径跟踪

来源：中国农机化学报杂志2026年第6期北京时间：

作者：蒋蘋, 蒋劲轩, 胡文武

单位：1. 湖南农业大学机电工程学院，长沙市，430128； 2. 佛山市中科农业机器人与智慧农业创新研究院，广东佛山，528200

摘要：针对池塘辅助捕捞中因渔网牵引力变化导致船体转弯半径增大、路径跟踪精度下降的问题，提出一种融合人工势场法(APF)和比例—积分—微分(PID)控制的混合控制策略。首先，在Webots中构建船体三自由度运动控制模型，并通过原型船直线加速试验和定常回转试验为模型提供校准参数；其次，设计基于APF—PID的自适应参数调整规则：将APF计算的合力作为PID控制器的修正因子，动态调节PID增益参数，弥补传统PID对非线性扰动的响应不足，实现牵引工况下的高精度路径跟踪；最后，在Webots中进行仿真试验。结果表明：在无牵引网具工况下，其平均误差由传统PID的0.680 1 m降至0.287 1 m，降幅57.79%；在牵引网具工况下，其平均误差由传统PID的1.152 7 m降至0.413 8 m，降幅64.10%。验证算法在牵引渔网情况下的有效性，为池塘辅助捕捞作业中的自主导航系统设计提供理论依据和技术支持。

关键词：池塘捕捞,路径跟踪,混合控制策略,人工势场法,PID控制,自适应参数调整

基金资助：湖南省科技厅自然科学基金(2025JJ50164)；湖南省科技厅重大项目(2023NK1020)；湖南省教育厅重点项目(23A0179)；广东省高水平农业科技示范城市建设基金市校合作项目(2320060002384)；长沙市科技局自然科学基金(kq2402110)；2023年湖南省智能农机装备创新研发项目