基于滑模变结构的水下航行器姿态控制研究

作     者：熊囿铭 韩卜 高洁 袁萍 

作者机构：南通理工学院电气与能源工程学院江苏南通226002 

出 版 物：《南方农机》 (South Agricultural Machinery)

年 卷 期：2025年第56卷第1期

页      面：46-48,51页

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：南通理工学院2024届“优秀毕业设计(论文)培育计划”(BS202336) 江苏省大学生创新创业训练项目“可动翼水下仿生机器人”(202412056035Y) 

主　　题：水下航行器 滑模变结构 姿态控制 

摘      要：【目的】采用滑模变结构控制器来柔化控制信号以消除抖振,使航行器可以长时间且稳定地对水下生态环境进行监测。【方法】从仿生学的角度对传统水下航行器外形进行优化,设计了一款仿鱼型水下航行器,建立模型对其在水下航行的受力情况进行分析,同时运用滑模变结构对航行器的姿态控制器进行设计,并通过MATLAB仿真及水池和户外实验验证其可行性。【结果】采用的滑模控制法具有较强的鲁棒性,能有效抑制抖振,基本满足设计要求,该控制法能让航行器在水中保持稳定,确保水下拍摄图像清晰。【结论】将滑模变结构应用于仿鱼型航行器姿态控制可为后续控制器的优化提供参考,基于水平面非线性模型的航向控制器的控制相较于基于垂直面线性化模型的姿态控制器的控制更为复杂,需进一步研究。