水下运载器多变量鲁棒输出反馈控制方法

• 作者: 朱康武 胥本涛 顾临怡 马新军
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 水下运载器 动力定位 输出反馈控制 滑模观测器 Backstepping控制
• 年，卷（期）: 2012,（8）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 1397-1406
• 页数: 10页
• 分类号: TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2012.08.007

摘要

针对存在较大参数不确定性和仅具有位置、姿态测量的水下运载器的六自由度位姿控制难题,提出一种基于自适应平滑增益滑模观测器和多变量积分Backstepping控制器的非线性控制方法.解决水下运载器的鲁棒输出反馈控制问题,使用基于Lyapunov稳定性理论的设计方法保证观测器-控制器系统的稳定性.设计的自适应平滑增益滑模观测器,克服常规滑模观测器中所存在的高频颤振现象,从而获得较平滑的速度估计值.当存在模型不确定性和有界未知干扰时,可以保证速度估计误差以指数速率收敛至较小的球域内.设计的多变量积分Backstepping控制器,可以保证系统的跟踪误差同样收敛至较小的球域内.以浙江大学正在研制的海王号ROV六自由度控制为研究对象,使用所提出的控制方法与传统PID控制器进行对比仿真研究.仿真结果表明,当存在较大参数不确定性、较强未知外干扰和测量噪声时,所提出的控制方法具有较强的鲁棒性能,可以很好地跟踪参考轨迹,获得较好的动态性能和稳态控制精度.性能明显优于常规PID控制器,并且解决了PID控制器所存在的转艏角设定值不能大于90°的问题.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	顾临怡		47	774	17.0	26.0
2	朱康武		2	28	1.0	2.0
3	马新军		1	0	0.0	0.0
4	胥本涛		1	0	0.0	0.0