自治水下机器人深度的动态Terminal滑模控制的研究.pdfVIP

学兔兔 字木交；i；i 理论／研发，设计，制造 自治水下机器人深度的动态 Terminal滑模控制的研究 程婷婷， 罗均，唐智杰，谢少荣。 丁卫 (上海大学 机电工程与自动化学院，上海200072) Dynamic Terminal Sliding Mode Control Method on the Depth Control of AUV CHENG Ting—ting。LUO Jun。TANG Zhi-jie。XIE Shao-rong，DING Wei (Department of Precision Machinery，School of Mechatronics Engineering and Automation，Shanghai University， Shanghai 200072，China) Abstract： the depth control of AUV affects its autonomy as a key factor．This paper uses a dynamic terminal sliding mode control method to control its depth，at the same time does a concrete analysis and research about it，also uses MATLAB to simulate．The simulation ShOW that the method is effective to the depth contro1． Key words：AUV；depth control；dynamic terminal sliding mode control 1 引 言 的鲁棒性，但属于离线控制；文献[6]引入了鲁棒控制策 随着时代的发展，水下机器人在世界范围内的应用 略，该控制器在减轻／克服自治水下机器人运动模型的不 领域不断扩大应用于海洋研究(科学考察等)、海洋开发 确定性，严重非线性和外界干扰等方面具有明显的效果， 和水下工程等。以美国为代表的军事大国非常重视水下 具有很好的动态性能，系统的鲁棒性强，但是系统反应时 机器人在未来战争中的应用。该技术受到许多国家的重 间过长，难以实现实时控制。因此本文采用了一种新型的 视，目前正处于飞速发展的关键阶段。在海洋开发过程 滑模变控制方法，其对水下机器人的深度控制具有很好 中，水下机器人将在海洋环境的探测与建模、海洋目标的 的鲁棒性，而且反应迅速，提高了自治水下机器人运动的 水下探测与识别、定位与传输等方面发挥重要的作用 ]。 自主性。 既然水下机器人的作用如此重要，那么如何有效控制水 2 自治水下机器人垂直运动的数学模型 下机器人的运动和姿态是大家一直关注的问题。在各种 本文只研究自治水下机器人垂直面的深度控制问 水下机器人的控制问题中，水下机器人的深度控制是极 题，因此从自治水下机器人的的六自由度模型 进行简 其重要的。 化，得到垂直面上的动力学方程，由于自治水下机器人水 自治水下机器人的控制系统是时变、非线性、大时 动力特性具有对称性，可以认为自治水下机器人的前向 延、多自由度的系统。由于水动力系数的复杂性和涌流环 速度和其他状态量是自然解耦的。考虑到自治水下机器