复杂海洋环境下的欠驱动AUV路径跟踪控制

发布时间：2024-06-29 04:09

　　欠驱动自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的路径跟踪控制是指在不受时间约束的情况下,欠驱动AUV通过控制律的驱动能够按照期望路径航行。本文针对未知时变环境扰动、模型参数摄动、动态不确定性与输入饱和约束下的欠驱动AUV运动控制问题,开展如下研究工作。(1)针对模型不确定项、未知时变环境扰动与输入饱和约束下的欠驱动AUV地形跟踪控制问题,提出一种基于递归滑模的自适应神经网络控制方法。首先,基于“虚拟向导”跟踪策略建立垂直面地形跟踪误差模型。其次,引入“趋近角”路径跟踪导引策略,有助于调整AUV趋向且收敛至期望路径的暂态行为。然后,将非线性函数引入到虚拟控制律和基于递归滑模控制方法设计的动力学控制律,改善系统控制精度与动态品质之间的矛盾,提高系统稳定性。同时,引入神经网络逼近模型不确定项,并设计自适应律估计神经网络逼近误差与外界环境扰动总和的界。最后,设计辅助动态系统补偿系统控制输入饱和的问题,实现欠驱动AUV对期望路径和期望速度的有效跟踪。(2)针对参数摄动约束下的欠驱动AUV三维直线路径跟踪控制问题,提出一种固定时间收敛的非奇异快速终端滑...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ＡＵＶ运动坐标系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ?ｆｒａｍｅｓ?ｏｆ?ＡＵＶ??

?复杂海洋环境下的欠驱动ＡＵＶ路径跟踪控制???”１??图２．１?ＡＵＶ运动坐标系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ?ｆｒａｍｅｓ?ｏｆ?ＡＵＶ??表２．２运动坐标系｛Ｓ｝下的运动参数和符号????Ｔａｂ．?２．１?Ｄｅｎｏｔａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｂｏｄｙ－ｆｉｘｅｄ?....

图３．１欠驱动ＡＵＶ地形跟踪控制示意图??Ｆｉｇ．?３．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｕｎｄｅｒａｃｔｕａｔｅｄ?ＡＵＶ?ｂｏｔｔｏｍ?ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ??

?复杂海洋环境下的欠驱动ＡＵＶ路径跟踪控制????＇〇?）?（Ｘｅ）?ｆ?ＣｄＳ＾Ｚｅ?＂??其中，ｗＦｘｒｆ＝?４＝Ｃ（；Ｃｓ）ｉ?Ｘ?０?＝?０?，其反映了由于期望角速度相对于ＡＵＶ??、０?Ｊ?ＵＪ?（物。??旋转而产生的速度误差。??则欠驱动ＡＵＶ地形跟踪误差方程可以写为....

图３．２函数Ｚ（ｘ）的曲线图??Ｆｉｇ．?３．２?Ｔｈｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｌ（ｘ）??

?大连海事大学硕士学位论文???丄??ｆｚｌｈ（ｘ）?＝?ａ＼ｘ＼＾?ｓｇｎ（Ａ：）?（３．?８）??性质３．１．函数／ｚ／／ｆ（ＪＣ）基于自变量Ａ：严格单调递增且连续可导，其导数表达式为：??啦麵＝｜：’?ｘ＿０?（３９）??ｄｘ?—｜．ｖ｜?２?？?＾?０??性质３．２．定义....

图３．４欠驱动ＡＵＶ地形跟踪位置误差曲线??Ｆｉｇ．?３．４?Ｂｏｔｔｏｍ－ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ?ｅｒｒｏｒｓ?ｏｆ?ｕｎｄｅｒａｃｔｕａｔｅｄ?ＡＵＶ??图３．５表示欠驱?

?大连海事大学硕士学位论文???－１０，?１?．???１????Ａｃｔｕａｌ?Ｐａｔｈ，???Ｄｅｓｉｒｅｄ?Ｐａｔｈ??〇?．??Ｂｏｔｔｏｍ?Ｐｒｏｆｉｌｅ?广一？??＿?＼?＼?／／??旦?２０－?＼?Ｖ?／?／?－??Ｎ?＼＼?／／??３０＇?＼?＼?／／?＿??４０．?....

本文编号：3997144