欠驱动AUV水平面轨迹跟踪的反步 控制研究*

作者：杨泽文1,2，贾鹤鸣1，宋文龙 日期：2018-01-11/span> 浏览：3083 查看PDF文档

                                                                  欠驱动AUV水平面轨迹跟踪的反步控制研究*
                                                    杨泽文1,2，贾鹤鸣1，宋文龙1*，朱传旭1，周佳加2，何东旭2
      (1.东北林业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要：针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪响应速度慢、系统抖振严重、运动轨迹与期望轨迹误差大的问题，对AUV经典的运动形式即水平面轨迹跟踪的运动特点进行了研究，分析了AUV水平面的运动规律。通过将地面误差变量转换为船体坐标变量的方法，建立了AUV水平面的误差方程，基于反步控制算法设计了欠驱动AUV水平面轨迹跟踪反步控制器，利用Lyapunov稳定性理论分析了整个闭环控制系统的稳定性。通过Matlab软件的数值仿真对所设计的控制器的有效性进行了验证。同时，利用设计的反步控制器在无外界干扰条件下对AUV轨迹跟踪进行了仿真，用以验证轨迹跟踪算法的稳定性。实验结果表明：AUV的运动控制轨迹能够与期望曲线重合，水平面运动轨迹的误差在可控范围，并且各个指标都趋于稳定。

关键词：欠驱动无缆水下机器人；轨迹跟踪；反步法

中图分类号：TP273                         文献标志码：A                         文章编号：1001-4551(2017)11-1338-05

本文引用格式：
杨泽文，贾鹤鸣，宋文龙,等.欠驱动AUV水平面轨迹跟踪的反步控制研究［J］.机电工程，2017，34(11)：1338-1342.
YANG Ze wen, JIA He ming, SONG Wen long, et al. Backstepping control of the underactuated AUV in horizontal plane trajectory tracking［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2017,34(11):1338-1342.
《机电工程》杂志：http://www.meem.com.cn