海流干扰下的欠驱动AUV三维路径跟踪控制

作者：姚绪梁; 王晓伟; 蒋晓刚; 王峰

来源：哈尔滨工业大学学报, 2019, 51(03): 37-45.

• 自主水下航行器
• 路径跟踪
• 滑模控制
• Serret-Frenet坐标系
• 积分视线法

为解决存在海流干扰和模型不确定性情况下欠驱动自主水下航行器(AUV)的三维路径跟踪控制问题,首先在Serret-Frenet坐标系下,基于虚拟向导建立了跟踪误差模型.然后,在运动学控制器中基于李雅普诺夫(Lyapunov)理论和反步法设计具有自适应律的虚拟向导和一种改进的积分视线法(ILOS)导引律,克服了海流的干扰并减少了超调.应用反步自适应滑模控制(BASMC)理论设计动力学控制器,保证了系统的稳定性和鲁棒性.最后,应用非线性级联理论证明了整个控制系统的闭环稳定性.仿真结果表明:基于AUV与流体的相对速度来实现的控制律,便于工程应用.该控制器能够有效克服海流和模型不确定的影响,实现对三维路径的跟踪.

• 单位
  哈尔滨工程大学; 九江职业技术学院; 自动化学院