基于反步滑模算法的AUV三維航跡跟蹤控制研究.pdf

1、自主式水下機器人作為人類探索和開發(fā)海洋的重要工具，其在軍事和民用領域都有著很大的發(fā)展前景。本世紀將是自主式水下機器人技術迅速發(fā)展的時代，其控制技術的發(fā)展也必將是學者們研究的重點。眾所周知，自主式水下機器人運動控制系統(tǒng)具有高度非線性、非完整性、模型不確定性、存在外界干擾等特點，如何利用非線性控制理論及相關智能控制算法來解決上述問題，已成為近年來自主式水下機器人運動控制領域專家學者們研究的熱點。
　　為此，在對國內外有關自主式水下機器

2、人航跡跟蹤控制的研究成果進行深入研究與分析的基礎之上，本文針對不確定非線性自主式水下機器人控制系統(tǒng)開展了智能控制算法研究。首先，針對自主式水下機器人控制系統(tǒng)，設計了一種基于動態(tài)面滑模算法的跟蹤控制器，該算法避免了傳統(tǒng)反步方法中的“計算爆炸”問題，但依然沒有解決滑?？刂浦械亩墩駟栴}，其算法的魯棒性還有待提高。其次針對含有未知干擾的自主式水下機器人控制系統(tǒng)，利用二階滑模方法和動態(tài)面控制技術，提出了一種動態(tài)面二階滑?？刂破?，有效的削弱了傳統(tǒng)滑

3、模控制中的抖振問題。最后針對含有未知干擾和建模誤差的自主式水下機器人控制系統(tǒng)，提出了一種基于最少學習參數法和動態(tài)面二階滑模算法的自主式水下機器人三維航跡跟蹤控制算法，該算法考慮了建模誤差和外界干擾對系統(tǒng)帶來的影響，設計了一種神經網絡補償器，并采用最少學習參數法降低控制器的計算負擔，進一步提高了控制器的魯棒性。本文探討的三種自主式水下機器人控制器，其魯棒性和控制性能依次增加，并且能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最后以MATLAB仿真工具驗證了算