白继嵩， 庞永杰， 万磊， 张英浩， 张强

(哈尔滨工程大学 水下机器人技术重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001)

基于自适应方法的欠驱动AUV地形跟踪控制

白继嵩， 庞永杰， 万磊， 张英浩， 张强

(哈尔滨工程大学 水下机器人技术重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001)

为保证欠驱动智能水下机器人(AUV)面对干扰时具有更高精度的地形跟踪能力，提出一种自适应地形跟踪控制方法。首先，对某型欠驱动AUV进行了结构分析，建立了相关运动学及动力学模型；然后，提出一种结合模糊思想的自适应地形跟踪策略，并利用自抗扰控制建立相应运动控制器；最后，分别进行两组对比实验，以测试所设计地形跟踪方法的有效性。实验结果表明，所设计的欠驱动AUV自适应地形跟踪控制方法具有良好的响应能力，并且，相比于传统比例-积分-微分(PID)控制方法，能够更有效地抑制干扰所造成的震颤现象，具有更高的控制精确度。该控制方法的研究对提高欠驱动AUV在进行地形跟踪任务时的智能性具有一定意义。

控制科学与技术；智能水下机器人；欠驱动；地形跟踪控制；自适应；模糊控制；自抗扰控制方法

0 引 言

欠驱动智能水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)是一种独立控制输入维数少于系统自由度的潜水器[1]。伴随人类对海洋资源的开发深入，欠驱动AUV逐渐开始承担海底石油管道检查以及水底地形探测等任务。这些任务都需要欠驱动AUV具有良好的地形跟踪能力。

所谓地形跟踪，是指AUV以合适的方式下潜到作业水深后，与水底保持一定高度运动的能力。……