AUV平面直线航迹跟踪控制算法

作者：叶梦佳; 王宇轩; 王赟; 赖周年; 曹琳琳; 吴大转^*

来源：浙江大学学报(工学版), 2022, 56(11): 2127-2134.

• 自主水下航行器
• 航迹跟踪
• 视线导引法
• 抗饱和积分
• 双闭环控制

针对自主水下航行器（AUV）在平面直线航迹跟踪过程中的航迹超调问题，设计基于航向航速双闭环运动控制的航迹跟踪控制算法.跟踪算法以视线导引法（LOS）为基础，设计时变前视距离提高AUV的机动性，并以一阶惯性滤波抑制因航向切换产生期望航向角的阶跃变化.控制算法采用抗积分饱和PID控制及参数自适应，以增加算法的鲁棒性，并将航向航速控制设计成双闭环，使得AUV航行时期望航迹段终点的距离偏差实时调整期望航速.结果表明，此航迹跟踪控制算法根据距离偏差调节实时航速，可使AUV提前减速以低速转向，抗积分饱和可避免航速超调，参数自适应以适应多种航行工况. AUV能准确跟踪期望航迹，最大航迹偏差小于1.0 m，并且大角度转向时可有效减小航迹超调.

• 单位
  浙江大学; 流体动力与机电系统国家重点实验室