基于觀測(cè)器的動(dòng)態(tài)終端滑?？刂破髟诟咚傩⌒退聶C(jī)器人姿態(tài)角控制上的應(yīng)用.pdf

1、小型自治水下機(jī)器人(小型AUV),因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)低、航速快,機(jī)動(dòng)靈活,隱蔽性好,可以快速完成布放等優(yōu)點(diǎn),逐漸引起了人們的重視,并開始應(yīng)用于近海環(huán)境監(jiān)測(cè)、水底地質(zhì)勘探、水底地貌測(cè)繪,大型船只外殼的日常維護(hù)性檢查,港口安全監(jiān)控,人道主義搜救,科學(xué)研究等多個(gè)方面。同其它種類地水下機(jī)器人一樣,小型水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)為空間內(nèi)的六自由度運(yùn)動(dòng),其動(dòng)力學(xué)方程具有強(qiáng)耦合性和強(qiáng)非線性的特點(diǎn),導(dǎo)致小型水下機(jī)器人的控制問題變得比較十分復(fù)雜。因此,針對(duì)

2、小型AUV,設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單且具有自適應(yīng)能力強(qiáng)的魯棒控制器,簡(jiǎn)單的,具有自適應(yīng)能力的強(qiáng)魯棒控制器,其意義顯得尤為重要。
　　本文以小型水下機(jī)器人的姿態(tài)控制作為研究對(duì)象,針對(duì)小型AUV,著重研究了其姿態(tài)控制問題。并針對(duì)此類小型AUV自身的特點(diǎn),提出了一種基于動(dòng)態(tài)終端滑模控制理論和觀測(cè)器的姿態(tài)控制方法。該控制方法具有在僅能獲取到有限數(shù)據(jù)的情況下,自動(dòng)調(diào)整控制器參數(shù),進(jìn)而獲得一種低抖動(dòng)的,可以確保水下機(jī)器人姿態(tài)角在有限時(shí)間內(nèi)收斂的控制信號(hào)。

3、并通過數(shù)值仿真驗(yàn)證了該控制方法的可行性。
　　本文首先依據(jù)流體動(dòng)力學(xué)理論和已有文獻(xiàn),建立了一種能夠反映小型水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)模型,并通過將模型的數(shù)值仿真數(shù)據(jù)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證所建立的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型的有效性和準(zhǔn)確性。隨后,本文基于高增益觀測(cè)器理論,自適應(yīng)控制理論和動(dòng)態(tài)終端滑模理論,提出了一種基于觀測(cè)器的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)終端滑?？刂破?該控制器具有設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,具有自適應(yīng)能力,強(qiáng)魯棒性,和低抖動(dòng)的特點(diǎn)。并通過李亞普