基于模型预测控制算法的轻型长航程AUV航控系统研究

• 作者: 乔佳楠 俞建成 王振宇 胡峰 谢宗伯 黄琰
• 来源期刊: 海洋技术学报
• 关键词: 轻型长航程AUV 浮力可变重心可调系统 模型预测控制
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 32-38
• 页数: 7页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-2029.2020.02.005

摘要

针对海洋时变中小尺度过程长期精细观测需求,研制了一种轻型长航程AUV.这种AUV的最大特征是借鉴了水下滑翔机的变浮力、重心可调执行机构,使得其具备海洋环境自适应能力,可在不同海水密度条件下实现零攻角高效航行.首先介绍了轻型长航程AUV的系统组成,讨论了这种可变浮力、可调重心AUV的航行控制系统设计;针对这种AUV新增的浮力和重心两个控制输入量间存在系统耦合的问题,开展了基于模型预测算法的零攻角定深航行控制器研究,着重阐述和推导了控制目标的修正、面向控制的动力学建模以及模型预测控制器的设计过程;最后通过仿真验证了所述方案和方法的可行性.该研究有利于提高轻型长航程AUV的航行效率,进一步提升AUV的续航能力.