饱和输入限制下欠驱动自主水下航行器水平面航迹跟踪控制

发布时间：2018-05-18 09:22

  本文选题：控制科学与技术 + 欠驱动自主水下航行器　； 参考：《兵工学报》2017年11期

【摘要】：针对控制输入存在饱和限制的欠驱动自主水下航行器水平面航迹跟踪问题,提出了一种饱和控制方法。在航迹跟踪误差方程基础上,设计了一种误差信号观测器对原有跟踪误差进行近似,以避免由于跟踪误差直接求导所引起的控制器表达式的复杂化现象;推导得到一种新的误差动力学方程,通过引入一种光滑有界函数作为输入饱和条件的近似,以及一种Nussbaum型偶函数,设计了饱和动力学控制器;根据Lyapunov理论证明了该控制器能够使得自主水下航行器在控制输入饱和限制下,可以实现对任意光滑水平面航迹的跟踪控制,并保证跟踪误差是全局最终一致有界的。仿真实验结果验证了该设计方法是有效的,且对于模型参数误差具有一定的鲁棒性。
[Abstract]:A saturation control method is proposed for the track tracking problem of an under actuated autonomous underwater vehicle (AUV) with saturation restriction. On the basis of track tracking error equation, an error signal observer is designed to approximate the original tracking error to avoid the controller caused by the direct tracking error. A new equation of error dynamics is derived, and a saturated dynamic controller is designed by introducing a smooth bounded function as the approximation of the input saturation condition and a type of Nussbaum type even function. According to the Lyapunov theory, the controller can make the autonomous underwater vehicle be controlled to lose. Under the saturation limit, the tracking control of any smooth horizontal plane track can be realized, and the tracking error is guaranteed to be globally and uniformly bounded. The simulation experiment results show that the design method is effective and has a certain robustness for the model parameter error.
【作者单位】： 宁波大学海运学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51309133)
【分类号】：U664.82

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本文编号：1905296