海流擾動(dòng)下欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人三維軌跡跟蹤研究.pdf

1、智能水下機(jī)器人(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)在搜救、軍事和海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。欠驅(qū)動(dòng)AUV的軌跡跟蹤問(wèn)題作為AUV運(yùn)動(dòng)控制的一個(gè)方面已被國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者高度關(guān)注，而在實(shí)際的工作環(huán)境中，海流的干擾是一個(gè)必須考慮的問(wèn)題。本文重點(diǎn)研究了海流干擾下欠驅(qū)動(dòng)AUV的軌跡跟蹤問(wèn)題。
　　首先，本文列舉了幾種典型的欠驅(qū)動(dòng)AUV，介紹了海洋航行器運(yùn)動(dòng)控制的三個(gè)組成部分和欠驅(qū)動(dòng)AUV的成因。同時(shí)

2、總結(jié)了欠驅(qū)動(dòng)AUV運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并且介紹了幾種常見(jiàn)的 AUV動(dòng)力學(xué)模型并給予標(biāo)準(zhǔn)模型分析了欠驅(qū)動(dòng)AUV動(dòng)力學(xué)方程的非完整性。
　　然后，論文介紹了相關(guān)的線性和非線性控制方法和穩(wěn)定理論，分別是：線性時(shí)變系統(tǒng)穩(wěn)定理論、反步法、Lyapunov穩(wěn)定理論和Lasalle不變?cè)怼?br>　　在欠驅(qū)動(dòng) AUV三維軌跡跟蹤控制方面，首先，基于前人的工作，在阻尼矩陣只存在線性水動(dòng)力的情況下運(yùn)用線性穩(wěn)定理論得出相應(yīng)的控制器，實(shí)現(xiàn)了

3、三維空間內(nèi)的軌跡跟蹤，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的有效性。同時(shí)，在小結(jié)部分，指出了該方法在實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和困難。
　　當(dāng) AUV動(dòng)力學(xué)方程中存在非線性項(xiàng)時(shí)，線性方法便不能應(yīng)用，因此論文對(duì)欠驅(qū)動(dòng) AUV在三維空間內(nèi)的直線軌跡跟蹤和曲線軌跡跟蹤進(jìn)行了研究，先是將目標(biāo)直線軌跡離散成一系列點(diǎn)，使 AUV一點(diǎn)跟蹤的方式對(duì)直線進(jìn)行跟蹤。然后設(shè)計(jì)了另一種基于反步法的控制器，實(shí)現(xiàn)了三維空間內(nèi)欠驅(qū)動(dòng) AUV曲線軌跡跟蹤，仿真實(shí)驗(yàn)顯示了該控制器的有