基于誤差空間的AUV魯棒跟蹤控制.pdf

1、AUV的精確跟蹤控制能力對于Auv來說是一項很關(guān)鍵的行為能力?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)控制方法大多對AUV的其他動態(tài)控制有著比較好的控制效果,而對AUV的跟蹤控制往往并不能起到很好的控制效果,本論文的目的就是針對AUV跟蹤控制系統(tǒng)存在強干擾和被跟蹤軌跡的不確定性的特點,從提高AUV的跟蹤控制性能出發(fā),采用基于誤差空間(Error Space/ES)理論的AUV跟蹤控制方法,力求開發(fā)一種具有強抗干擾能力,響應(yīng)速度快的新型跟蹤控制策略,進行AUV在復(fù)雜環(huán)

2、境以及自身工作狀態(tài)變化時的空間跟蹤控制問題研究,并分析該控制方法的魯棒性,為AUV的作業(yè)任務(wù)(海底地形勘察,遠程隱蔽航行,水下動態(tài)對接,自主布放回收,海底管線維護等)奠定基礎(chǔ)。該控制方法的理論基礎(chǔ)是結(jié)合被跟蹤平臺的動態(tài)過程,以被跟蹤平臺和跟蹤平臺的空間誤差為狀態(tài)空間的狀態(tài)量組成誤差空間系統(tǒng)。由于融合了被跟蹤平臺的動態(tài)過程和空間誤差,跟蹤精度和跟蹤能力將大大增加,同時系統(tǒng)的魯棒性也大大增強。
　　 本文首先對AUV的運動學(xué)模型進行

3、了深入的分析,建立了AUV空間運動方程,對AUV的受力情況進行了詳細的描述,用數(shù)學(xué)的方法描述了控制舵的非線性特性。然后介紹了誤差空間的理論基礎(chǔ),對AUV的空間運動非線性模型進行模型解耦和線性化處理,設(shè)計了工程上可實現(xiàn)的基于誤差空間的AUV位置跟蹤控制器,利用經(jīng)典的數(shù)字PID控制方法設(shè)計了AUV的速度控制器,并對AUV的跟蹤路徑進行了參數(shù)化。而且對AUV的受到的海浪、海流、測量噪聲干擾進行了分析,利用統(tǒng)計學(xué)的方法實現(xiàn)了海浪干擾的模擬仿真,