张国光，杨冲

(昆明船舶设备研究试验中心，云南 昆明 650000)

0 引 言

近几年自主水下航行器（AUV）在水下探测、作业领域扮演了越来越重要的作用，如水下巡查、海洋油气勘探、水下设备检修等。全驱动AUV 在水下可以实现动力定位、控制灵活，因此在海洋工程领域得到了大量的应用。六自由度AUV 是全驱动AUV 常用的类型，其弹道跟踪是水下保持自主航行控制的一个关键问题，尤其是存在水下环境干扰以及AUV 模型的不确定性时，控制系统在6-DOF 的AUV 弹道跟踪中面临着相当大的挑战。

预设性能控制是指将跟踪误差收敛到一个预先设定的一个任意小的区域内，同时在这个过程中可以保证一个较快的收敛速度以及可控的超调量满足预先设定的条件，同时满足瞬态性能以及稳定性的要求。文献[1]首次提出预设性能控制，阐述了预设性能控制的基本原理，证明了预设性能控制的稳定性及收敛性。文献[2 - 3]研究了欠驱动的AUV 的三维路径跟踪问题。在没有任何AUV 模型参数的先验知识情况下，设计了平滑控制方案，在洋流和波浪的外部干扰下也能保证预设性能跟踪。其控制特色在于控制方案中仅采用期望的轨迹而不使用其高阶导数，此外，在不将相应的测量值结合到控制信号中的情况下确保了欠驱动自由度的稳定性，从而简化了实现并提高了对测量噪声的鲁棒性。预设性能控制由于其优异的性能被广泛应用于各类航行器控制中[6-8]。

文献[9]介绍了滑模控制（SMC）是处理具有不确定性、扰动和有界外部干扰的非线性系统最有效方法之一。……