基于大型UUV的MPC解耦路径跟踪控制

• 作者: 詹康怡 马斌
• 来源期刊: 机电信息
• 关键词: 大型水下无人航行器 路径跟踪控制 MPC Lyapunov函数
• 年，卷（期）: 2023,（18）
• 所属期刊栏目: 设计与分析
• 页码范围: 25-30
• 页数: 5页
• 分类号: U664.82
• 语种: 中文
• DOI: 10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.18.007

摘要

针对欠驱动大型水下无人航行器（Underwater Unmanned Vehicle,UUV）的控制问题，基于UUV全数字模型，将UUV的水平面控制解耦为运动学控制和动力学控制。运动学控制采用Serret-Frenet坐标系下的视线角（Line of Sight,LOS）虚拟制导方法，动力学控制采用模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）算法。所设计方法基于较精确的水动力模型，不仅能利用模型预测的优势，提前多步预测当前控制策略的效果，提高大型惯性平台的控制安全性，还能避免MPC在求解大自由度非线性系统时的控制发散问题。仿真实验证明，所设计的控制器对于大型UUV具有计算量小、控制精度高等优点。