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摘要
为解决复杂航行环境下无人水下航行器(unmanned underwater vehicle, UUV)路径规划及跟踪控制问题，提出一种考虑避障的全局路径规划策略及实现有限时间精确路径跟踪的控制方法。基于改进人工势场法得到一条可跟踪且避免碰撞的全局路径，为UUV实现精确路径跟踪奠定基础。引入Serret-Frenet坐标系，并设计用于路径规划的视线(line-of-sight, LOS)制导方法。基于非奇异终端滑模控制设计UUV控制律，确保系统误差可以在有限时间内趋近于零。基于李雅普诺夫稳定性理论证明所设计控制系统的稳定性，仿真实验验证了所设计的UUV路径规划及跟踪控制方法的有效性。路径规划模块与路径跟踪模块有效结合更加符合实际UUV工作环境的需要，具有重要的实际意义。
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单位大连海事大学; 中国舰船研究设计中心
