徐大伟，吴迪，侯恕萍，赵玉飞

近年来，无人水下航行器(UUV)在海洋勘探与开发、海洋环境构建、近海污染检测等诸多领域发挥着重要作用。但由于UUV任务的复杂程度逐渐提高，对UUV控制系统的精度要求也随之提高。在复杂的海洋干扰环境下，UUV系统的非线性特性与参数的不确定性为UUV控制系统设计问题带来了很大的挑战。因此，如何使得UUV系统在复杂环境下取得更好的鲁棒性也成为了控制领域的研究热点问题。

针对一般的模型精度低，不确定干扰强的系统，传统的积分变结构控制方法具有很好的适应性与鲁棒性。但在对于如UUV等强耦合的、多状态变量的控制系统，积分变结构控制方法难以高效、快速地配置极点位置[1]。针对上述问题，本文将积分变结构控制与可拓控制理论相结合，针对UUV近水面深度控制，设计了一种可拓积分变结构控制器。可拓控制理论在物元分析理论的基础上发展而来[2]，利用可拓集合的概念，以状态反馈信息的关联度作为控制器在不同测度模式的切换变量[3]，使得控制器可以根据系统状态与控制需求进行更为简单、快速地参数调整，从而避免了复杂的极点配置过程，并结合了积分变结构控制的优点，增强了系统的鲁棒性。

强时变、难预测的海浪干扰为体积小、灵活性强的UUV带来了更大的挑战，针对UUV在海浪干扰下的运动控制、路径跟踪、航位推算以及故障诊断等方面的研究成为了UUV研究的热点问题[4-6]。

本文通过分……