聂建多　褚振忠　朱大奇

摘要：

为提高自主式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）控制系统的鲁棒性，将分层递阶结构与包容式结构相结合，提出了一种混合式控制体系结构，开发了基于VxWorks的微小型AUV控制系统.该系统以“海事金枪鱼”号AUV为载体，以嵌入式PC104计算机为系统核心，通过传感器的信息融合、算法实现和多任务运行，控制系统驱动推进器、舵、翼等执行单元实现AUV的姿态调整、导航和路径规划，最终达到自主作业的目的.“海事金枪鱼”号AUV的开发应用，验证了方案的可行性以及控制系统的可靠性和稳定性.

关键词：

自主式水下机器人（AUV）； 混合式控制； VxWorks； 控制系统

0引言

自主式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）作为一种水下无人航行器，在21世纪军

民应用和海洋开发等领域拥有极其广阔的应用前景，已成为近年来海洋工程领域的研究热点，特别是AUV核心技术之一的控制体系结构设计已成为实现其自主作业的关键所在.[12]目前，AUV的控制体系结构大致可分为四大类：反应式结构、包容式结构、分层递阶结构和混合式结构.[3]为实现各体系结构的优势互补，可将不同体系结构进行有机结合以构建混合式控制体系结构.混合式控制体系结构通过对系统中各功能模块进行合理的分层布置，将反应式结构或包容式结构与上层的推理、规划有机地结合起来，使它在面对复杂海洋环境时具有快速的反应能力及较好的鲁棒性.[46]

本文提出了一种基于VxWorks的微小型AUV控制系统，采取分层递阶结构与包容……