多模型控制理論在AUV運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、自治式水下機(jī)器人(Autonomous Underwater Vehicle)的運(yùn)動(dòng)控制方法研究是AUV技術(shù)的主要課題之一.AUV工作特點(diǎn)如下:運(yùn)動(dòng)模型高度非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變和不確定的;受流、浪等工作環(huán)境干擾大;作業(yè)要求高如工作半徑大、航速調(diào)節(jié)范圍大、工作時(shí)間長(zhǎng);AUV使命模塊配置的多樣性等.因而控制系統(tǒng)要求能適應(yīng)上述因素的變化,有強(qiáng)魯棒性和自適應(yīng)性,有足夠的運(yùn)動(dòng)控制精度,這對(duì)水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn).本論文提出多

2、模型控制方法,使系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程多個(gè)工作點(diǎn)及其附近獲得較好的控制模態(tài),對(duì)于在非線性環(huán)境下的AUV航向、深度等姿態(tài)控制以及航跡的跟蹤控制具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值.論文以多模型方法和AUV控制研究為主線,首先完成了6自由度運(yùn)動(dòng)模型、環(huán)境干擾和執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型的建立及模型驗(yàn)證;并設(shè)計(jì)基于單模型的PID、滑模和模糊控制算法,實(shí)現(xiàn)了前向速度,水平平面和垂直平面三個(gè)子系統(tǒng)各控制目標(biāo)的仿真,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離工作點(diǎn)時(shí),不能滿足控制要求.因此繼而提出多模型控制方法,采用模糊