基于滤波反步法的欠驱动AUV三维路径跟踪控制

摘要：

研究了欠驱动自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle, AUV)的三维空间路径跟踪控制问题。针对基于虚拟向导建立的三维路径跟踪误差模型,采用滤波反步法设计跟踪控制器,通过二阶滤波过程获得虚拟控制量的导数,避免了直接对虚拟控制量解析求导的复杂过程,同时滤除了高频测量噪声,增加了系统对噪声的鲁棒性。通过设计滤波误差补偿回路,保证了滤波信号对虚拟控制量的逼近精度。基于李雅普诺夫稳定性理论设计鲁棒项,保证了闭环跟踪误差系统状态的渐近稳定。仿真结果表明了该控制器对噪声干扰具有一定的鲁棒性,能够实现对三维路径的精确跟踪。

关键词：欠驱动自主水下航行器、三维路径跟踪、滤波反步法、虚拟向导

分类号：TP2;O23

资助基金：国家自然科学基金E091002/50979017;教育部高等学校博士学科点专项科研基金20092304110008;中央高校基本科研业务费专项资金HEUCFZ1026;哈尔滨市科技创新人才优秀学科带头人研究专项资金2012RFXXG083资助Supported by National Natural Science Foundation of ChinaE091002/50979017;Specialized Research Fund for the Doc-toral Program of Higher Education of China20092304110008;Fundamental Research Funds for the Central UniversitiesHEU CFZ1026;Harbin Science and Technology Innovation Tal-ents of Special Fund Project Outstanding Subject Leaders2012RFXXG083

在线出版日期：2015-04-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：631-645