基于干扰观测器的AUV深度自适应终端滑模控制

• 作者: 饶志荣 董绍江 王军 蔡巍巍 刘伟
• 来源期刊: 北京化工大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 自治水下机器人 深度跟踪 非线性干扰观测器 自适应终端滑模控制
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 机电工程和信息科学
• 页码范围: 103-110
• 页数: 8页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2021.01.014

摘要

针对欠驱动自治水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)在外部干扰和系统内部扰动下深度难以控制的问题,提出基于非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的自适应终端滑模控制方法.首先建立欠驱动AUV在垂直面上的状态方程并对其简化,其次根据简化后的系统状态方程构建NDO对外部干扰进行观测,再结合反步法设计出自适应终端滑模控制器;最后通过李雅普诺夫稳定性理论证明控制系统的稳定性.结果表明:欠驱动AUV最大跟踪误差为0.1375 m,峰值时间为2.1 s,证明了所设计的控制器能够实现深度控制,降低抖振,具有较强的鲁棒性.