基于反演滑模的欠驅(qū)動(dòng)AUV的路徑跟蹤控制研究.pdf

1、近年來(lái)，智能水下機(jī)器人(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代海洋開發(fā)的各項(xiàng)活動(dòng)中。欠驅(qū)動(dòng)AUV系統(tǒng)模型具有高度的非線性、各個(gè)自由度之間的運(yùn)動(dòng)具有較強(qiáng)的耦合性、易受外界干擾的不確定性、控制輸入的約束，這些因素都使欠驅(qū)動(dòng)AUV的路徑跟蹤控制變得復(fù)雜和賦有挑戰(zhàn)性。
　　首先分析欠驅(qū)動(dòng)AUV的結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)考慮欠驅(qū)動(dòng)AUV的非線性水動(dòng)力項(xiàng)和自由度之間耦合項(xiàng)，建立欠驅(qū)動(dòng)AUV六自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

2、與動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)實(shí)際工程需要對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化并解耦為水平面、垂直面三自由度模型;之后，在分析欠驅(qū)動(dòng)AUV非線性模型的基礎(chǔ)上，給出基于反演非線性滑模自適應(yīng)方法的控制率的推導(dǎo)，并在水平面定速控制、定向控制仿真實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證模型的有效性和控制方法的可行性;最后，建立基于SF坐標(biāo)系的路徑跟蹤誤差方程，在由虛擬參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所生成的待跟蹤光滑曲線中，選擇路徑參數(shù)s作為額外控制量，調(diào)節(jié)其變化率縮小跟蹤誤差，同時(shí)引入趨近角概念改善欠驅(qū)動(dòng)AUV收斂于期望路徑的