欠驱动自主水下航行器航迹追踪控制
2021-08-10吴青帅冷建兴
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年3期
陈 伟,芦 海,杨 雯,吴青帅,冷建兴*
(1.浙江大学 海洋学院,舟山 316021)(2.海南联网二回项目管理有限公司,海口 570100)(3.中国南方电网超高压输电公司,海口 570206)
自主水下航行器作为高技术海洋工程装备在大海作业中应用广泛,不仅可以在深海海底进行海洋观察和资源探测,也可用于近海巡查海底电缆和维护石油管道.自主水下航行器的发展具有广泛的研究意义,发展前景广阔美好,如今依然存在一些挑战.水下航行器要想实现无人无线远距离自主航行,对于控制策略有着极高的要求,尤其应该注意它在海中运行时候具有模型非线性、高耦合、海洋环境随时间变化、波浪海流干扰不确定性等特点[1-2].
航迹控制需要水下航行器追踪一条随时间变化预先设计好的航行轨迹,必要情况下需要对起始和到达时候的速度有所要求.对于水下航行器的常见控制方法有PID控制、滑模控制、反步控制和模糊控制等,文献[3]通过实验和仿真的办法对几种常见控制策略进行比较,并且提出一种改进型滑模控制器.水下航行器面对的外界干扰难以准确实时测量,文献[4]基于扩展型观测器和高阶滑模控制提出一种自适应干扰观测器,有效应对时变不确定性干扰.文献[5]考虑到墙壁等边界对航行器的干扰,提出一种慢速时变干扰观测器.文献[6]考虑到位置约束,并对欠驱动航行器设计一个主动反步法控制器抑制干扰影响.文献[7]提出了一种有限时间观察器,能有……
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