齐　雪，才治军(.安徽科技学院　信息与网络工程学院，安徽　凤阳　3300;.安徽科技学院　财经学院，安徽　凤阳　3300)



基于Nussbaum增益方法的UUV路径跟踪控制

齐雪1，才治军2
(1.安徽科技学院信息与网络工程学院，安徽凤阳233100;2.安徽科技学院财经学院，安徽凤阳233100)

摘要:研究有界控制输入下欠驱动水下机器人(UUV)路径跟踪问题。UUV的水下运动通常靠推进器来实现，推进器所产生的推力大小受推进器形状、电力、水流情况以及UUV外形所决定，并且推力大小有一定的变化范围，这就要求对UUV进行控制器设计时要考虑控制的有界性这一限制。本实验以UUV路径跟踪为控制目标，引入一个辅助系统和Nussbaum增益函数来解决控制输入有界约束问题，其中辅助系统用来实现有界输入控制设计问题，Nussbaum增益用来估计控制器未知参数。通过Lyapunov稳定理论和仿真分析表明，所设计的控制器在保证闭环系统稳定的同时能使系统的控制输入增益始终保持在实际约束的范围内。

关键词:欠驱动水下机器人;路径跟踪;有界控制; Nussbaum增益

欠驱动水下机器人(UUV)动力学系统中各自由度相互耦合，水动力系数受UUV自身运动和外界环境的影响而发生变化，所以UUV动态系统是一个复杂的非线性控制系统，对于此系统控制问题的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。研究UUV在二维水平面内的路径跟踪控制问题，不仅要求UUV路径跟踪精度达到要求的范围，还要求UUV的运动时间符合任务的时间规划需要［1］。这就需要同时考虑路径跟踪误差系统和速度跟踪误差系统稳定性的问题。……