欠驱动自主式水下航行器路径跟踪控制研究

发布时间：2024-01-24 11:01

　　近些年来,自主式水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)在各个领域得到了广泛的应用,尤其在地质监测、能源勘探和管道排查等方面。路径跟踪控制作为AUV控制的基础受到了众多国内外学者的广泛关注。然而在现实的海洋环境当中,欠驱动AUV的应用场景最为广泛。本文主要研究欠驱动AUV在水平面运动和三维空间中运动的路径跟踪控制问题,所采用的控制律设计方法主要为反步法,主要研究内容如下:1.针对欠驱动AUV在水平面的路径跟踪控制问题,考虑外部环境未知扰动,设计了一种基于“视线法”(Line-of-Sight,LOS)的有限时间路径跟踪控制律,用来实现欠驱动AUV的曲线路径跟踪控制。采用了一种有限时间扰动观测器用来精确观测外部未知扰动,并且结合了有限时间滤波器技术,这不仅处理了传统反步法的微分膨胀问题还解决了控制律设计过程中出现的奇异问题。考虑由滤波引起的误差,引入滤波跟踪误差补偿机制,提高了路径跟踪的控制精度。2.针对欠驱动AUV在水平面的路径跟踪控制问题,考虑外部未知扰动、模型不确定和控制器存在输入饱和的情况,设计了一种基于“视线法”的有限时间路径跟踪控制律,...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

图１，．?１自主式水下航行器??Ｆｉｇ．?１．１?Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ?ｖｅｈｉｃｌｅ??自主式水下航行器作为海洋资源勘探和利用的重要智能无人水下平台，因为其在工??，、、

图２．１欠驱动自主式水下航行器的两大坐标系??

图２．２定半径ＬＯＳ导引算法原理图??

图２．３前视距离ＬＯＳ导引算法原理图??－

本文编号：3883701