Chinese Journal of Ship Research, Volume. 20, Issue 1, 350(2025)
Design of AUV controller based on improved PPO algorithm
Figures & Tables(16)
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Table 1. Robot parameters
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参数 数值 长度/mm 457 宽度/mm 338 高度/mm 254 重量/kg 12.5 浮力 中性浮力（略上浮） 锂电池 18 Ah 14.8 V（4 S） 摄像头 1 080 p 实时传输 最高速度/kn 3 通信协议 以太网+光纤电缆 传感器 IMU/GPS/深度计
Table 2. Algorithm parameter setting
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参数 设定值 Actor＆Critic网络隐层数 3 隐层神经元数 64 Actor激活函数 Tanh Critic激活函数 ReLU 网络学习率 $ \alpha $ 0.000 2 折扣因子 $ \gamma $ 0.98 截断常数 $ \varepsilon $ 0.2 批量大小（Batch-size） 32 回合最大步数M 100 最大回合数Q 500 窗口大小N 5 采样区间扩张值 $ \Delta \tau $ 2 采样区间初始端点值 $ \tau ' $ 2
Table 3. Comparison of training process indicators
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算法 收敛回合数 奖励稳态值 奖励值标准差 本文算法 90 −153.34 11.46 域随机化算法 120 −171.92 17.94 RARL 陷入极小
Table 4. Control indicators in simulation enviroment
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算法 干扰类型 深度跟踪误差均值 深度跟踪误差标准差 本文算法 恒值 0.22 0.78 正弦 0.24 0.56 域随机化算法 恒值 0.78 0.91 正弦 0.92 0.99 基线算法 恒值 1.03 1.00 正弦 0.83 0.97 RARL 恒值 4.58 2.24 正弦 5.66 0.78
Table 5. Mean and standard deviation of tracking depth position error for each algorithm for tank experiments
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算法 深度跟踪误差均值 深度跟踪误差标准差 本文算法 0.084 0.060 域随机化算法 0.155 0.094 基线算法 0.227 0.127 RARL 0.500 0
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Desheng XU, Chunhui XU. Design of AUV controller based on improved PPO algorithm[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2025, 20(1): 350
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Category: Motion Control
Received: Jul. 1, 2024
Accepted: --
Published Online: Mar. 13, 2025
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