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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1*,朱传旭1,周佳加2,何东旭2 日期:2018-01-11/span> 浏览:510 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.
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