基于干扰精细估计与神经网络推力分配的载人潜水器控制

作者：浦吉铭; 方星^*; 刘飞; 高翔

来源：控制与决策, 2023, 38(11): 3290-3296.

DOI：10.13195/j.kzyjc.2022.0155

• 抗干扰控制
• 非线性干扰观测器
• 洋流观测
• 神经网络
• 推力分配
• 载人潜水器

针对潜水器在水下运行时会受到洋流、参数摄动等多种干扰因素影响和潜水器的过驱动问题,设计一种基于干扰观测的反步控制器和基于神经网络二次规划的推力分配器的双层控制结构.首先,建立潜水器系统在洋流影响下的动力学模型;其次,将潜水器受到的干扰分为由洋流产生的干扰和由其他因素引起的干扰两部分,分别使用洋流观测器和非线性干扰观测器进行估计,并基于干扰观测信息利用反步法设计运动控制器;然后,针对潜水器的过驱动特性以及推进器的推力受限问题,提出一种基于神经网络二次规划的推力分配方法;最后,使用Matlab进行数值仿真,验证所提控制方法的有效性和优越性.结果表明,基于干扰精细估计与神经网络推力分配的潜水器运动控制系统具有干扰估计更加准确、推进系统的耗能最优,以及避免推进器的推力超限等优势.

• 单位
  无锡气动技术研究所有限公司; 江南大学; 国家深海基地管理中心