欠驱动UUV三维轨迹跟踪的反步动态滑模控制

作     者：徐健 汪慢 乔磊 张耕实 Xu Jian;Wang Man;Qiao Lei;Zhang Gengshi

作者机构：哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《华中科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2015年第43卷第8期

页      面：107-113页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HEUCFX041401) 哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室开放基金资助项目(9140C270208140C27004) 

主　　题：欠驱动无人水下航行器 三维轨迹跟踪控制 反步 自适应滑模控制 李雅普诺夫稳定性理论 

摘      要：提出一种欠驱动无人水下航行器(UUV)反步自适应动态滑模控制方法.结合反步和自适应滑模控制技术设计UUV的位置、姿态和时变速度跟踪控制器,采用虚拟速度来代替姿态误差的控制策略,将姿态跟踪控制转化为速度控制,能够有效避免传统反步法控制律设计存在的奇异值问题.针对系统模型不精确及时变扰动问题,引入滑模控制技术进行自适应补偿估计,提高了欠驱动UUV在未知环境中的鲁棒性及自适应能力,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了该控制系统误差最终一致有界.仿真结果表明:提出的UUV三维轨迹跟踪反步动态滑模控制方法收敛、有效,能够实现在系统参数不精确及时变扰动情况下的三维轨迹精确跟踪控制.