输入受限下自主水下航行器路径跟踪的级联控制

摘要：

针对自主水下航行器的路径跟踪控制问题,首先,将基于路径坐标系和虚拟向导概念建立的跟踪误差方程转换成一种新的级联系统表示形式,该级联系统由一个位置误差名义系统和与之级联的速度和航向误差子系统组成,与常规控制器求解相比,解耦了位置误差与速度和航向误差子系统;其次,利用滤波反步法对速度和航向子系统进行求解,避免了反步法对虚拟控制量解析求导引起的"计算膨胀"的不足,并通过构造辅助系统对滤波误差和输入受限下的控制量残差进行补偿,基于李雅普诺夫稳定性理论保证了速度和航向子系统的有界收敛;再次,通过级联系统理论证明闭环跟踪误差系统所有信号的一致最终有界;最后,通过仿真实验验证所提级联控制的有效性.

关键词：自主水下航行器;路径跟踪;级联系统;滤波反步法;输入受限;持续激励

所属期刊栏目：36

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFB0500702

在线出版日期：2021-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2964-2972