邓志刚，袁芳，朱大奇



基于生物启发的水下机器人路径跟踪控制

邓志刚，袁芳，朱大奇

(上海海事大学水下机器人与智能系统实验室，上海，201306)

针对常规反步控制方法在路径跟踪中出现的速度跳变与推进器驱动饱和等问题，将生物启发神经动力学模型应用到水下机器人路径跟踪控制中。利用生物启发神经动力学模型的渐变和有界输出等特性，设计基于生物启发的反步路径跟踪控制器，并同传统反步跟踪控制器进行对比分析。仿真结果表明：在较大的初始跟踪误差下，所设计的跟踪控制器可以有效克服水下机器人跟踪控制中的速度跳变，避免推进器的驱动饱和，满足水下机器人推进器的推力约束。

水下机器人；自治−遥控机器人；反步控制；生物启发神经动力学；路径跟踪

水下机器人为了完成指定任务，必须执行控制器发出的指令，按照人类的设想进行各种操作。机器人的控制技术涉及面很广，不同类型机器人的控制方法也有明显不同。对遥控水下机器人而言，主要还是靠人来完成一些高难度的操作，控制程序只涉及完成一些辅助动作，比如自动定深、自动定向和自动定速等。但对于自治水下机器人而言，不仅要能完成比较复杂的搜索、跟踪和水下救援，而且要具有比较高的智能，以便在复杂的环境下作出判断，并有效地完成指定任务。水下机器人的控制方法有很多，基本分为线性模型控制、非线性模型控制和……