李璐琼，张福斌，李勇强

（西北工业大学航海学院 陕西 西安 710000）

基于自治水下机器人纵向运动的滑模定深控制

李璐琼，张福斌，李勇强

（西北工业大学航海学院 陕西 西安 710000）

针对自治水下机器人（AUV）的控制特点，建立了AUV纵向运动的动力模型，采用高阶滑模非线性控制的方法，并运用计算机仿真的手段进行了验证，仿真结果显示了该系统具有良好的控制性能，有效地消除了滑模控制的抖振，对外部扰动具有较强的鲁棒性。

自治水下机器人；滑模控制；俯仰角；深度；舵角

随着时代的发展，自治式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）在世界范围内的应用领域不断扩大应用于海洋研究、海洋开发等，同时其相应的技术得到了长足发展。在海洋开发过程中，AUV将在海洋环境的探测与建模、海洋目标的水下探测与识别、定位与传输等方面发挥重要的作用。

由于水下环境的复杂性和AUV各自由度之间存在强耦合性和非线性特征，使得在设计AUV运动控制器时需要考虑许多因素，因此AUV的自动控制存在很大困难。AUV在工作过程中，深度控制是其完成上层任务的主要因素。滑模控制是近些年发展起来的一种方法，已经有不少成功的应用，由于滑动面的设计与控制对象的参数以及干扰无关，使得滑模控制具有快速响应，对参数和外干扰变化不灵敏，无需系统在线辨识，物理实现简单的优点。因此本文引进了一种二阶滑模控制方法，其对AUV的定深控制具有良好的鲁棒性，而且反应迅速，提高了AUV运动的自主能动性。……