隨著科技發(fā)展和能源消耗加劇,人們越發(fā)重視海洋的探索與開發(fā),無人水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)及其編隊(duì)控制和軌跡跟蹤研究的熱度近年來也一直在提升。欠驅(qū)動(dòng)AUV在降低系統(tǒng)能耗、成本和質(zhì)量,提高系統(tǒng)可靠性等方面具備優(yōu)勢,因而在工程實(shí)際中得到了普遍應(yīng)用,其控制問題也日益成為研究的熱點(diǎn)。本文研究了三維空間下的欠驅(qū)動(dòng)AUV軌跡跟蹤算法,通過降低算法的復(fù)雜性來確保實(shí)施的實(shí)時(shí)性和有效性,并考慮了外部環(huán)境干擾的影響;研究了二維空間內(nèi)的編隊(duì)控制,并利用模糊追逐策略降低了避障算法的復(fù)雜性。本文主要研究工作如下:(1)提出了一種基于虛擬輸入動(dòng)態(tài)反演的欠驅(qū)動(dòng)AUV三維軌跡跟蹤控制算法,實(shí)現(xiàn)了無外部干擾下的軌跡跟蹤。該方法將狀態(tài)視為虛擬輸入,減小了構(gòu)造Lyapunov函數(shù)的復(fù)雜度與難度。本文還利用級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性原理對控制算法的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論證明。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性。(2)考慮到所提出的動(dòng)態(tài)反演三維軌跡跟蹤控制算法沒有結(jié)合外部環(huán)境干擾因素,本文提出了一種基于反步自適應(yīng)滑�？刂品▽�(shí)現(xiàn)了欠驅(qū)動(dòng)AUV在外部環(huán)境干擾下的軌跡跟蹤。該算法使用反步法設(shè)計(jì)期望速度以...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．丨ＡＵＶ在三維空間下的坐標(biāo)系示意圖??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文?第２章基于虛擬輸入動(dòng)態(tài)反演的無干擾下欠驅(qū)動(dòng)ＡＵＶ三維軌跡跟蹤??應(yīng)用到一系列欠驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)上去。??２．１問題描述??如文獻(xiàn)Ｐ０Ｕ７１］提出的，一個(gè)ＡＵＶ可以被它相對于慣性坐標(biāo)系的位置和方位??來描述。如圖２．１所示，坐標(biāo)系｛￡｝：＝｛＿ｘ，ｙ，ｚ｝是地球坐....

圖２．２?ＡＵＶ在Ｘ，Ｙ，Ｚ三個(gè)維度下的位置輸出曲線（藍(lán)色實(shí)線；ｃ，少，ｚ分別表示ＡＵＶ在三個(gè)??維度下的實(shí)際軌跡，紅色虛線＆分別表示ＡＵＶ在三個(gè)維度下的期望軌跡，單位：Ｗ?）??

ｗ），?Ｊ＾（０）?＝?－２（／ｗ），?ｚ（０）?＝?－０．０１?（／ｗ），?（９（０）?＝?－０．００１?｛ｒａｄ），??＾（０）?＝?０．０ｌ（ｒａＪ），？（０）?＝?０．１?（ｗ／．ｓ），?ｖ（０）?＝?０．１?（／？／?５），?ｗ（０）?＝?０．０１?（ｗ／?．ｙ），??....

圖２．３?ＡＵＶ在Ｘ，Ｙ，Ｚ三個(gè)維度下的位置控制誤差（單位：ｗ）??圖２．４是欠驅(qū)動(dòng)ＡＵＶ控制力矩輸出圖，不難看出在初始階段，控制力矩??

?Ｉ?？???０?２?Ａ?ｈ?Ｋ?｜（）?１２?１４?１６?ＩＳ?２０??１?：?：?ｉ?—??＂?Ｉ???Ｌ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｌ??〇?２?４?Ｓ?１０?Ｉ：?１４?１６?ＩＳ?２０??＂；?ｉ?＾?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉｉｉ??Ｌ：??：??１１?ｉ?ｉ?ｉ?睡?ｉ?ｉ?ｉｉ....

圖２．４?ＡＵＶ在三個(gè)維度下的控制力矩（單位：；Ｖ）??圖２．５是ＡＵＶ的三維軌跡跟蹤曲線，其中紅色虛線代表期望軌跡，起點(diǎn)位??

?Ｉ?？???０?２?Ａ?ｈ?Ｋ?｜（）?１２?１４?１６?ＩＳ?２０??１?：?：?ｉ?—??＂?Ｉ???Ｌ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｌ??〇?２?４?Ｓ?１０?Ｉ：?１４?１６?ＩＳ?２０??＂；?ｉ?＾?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉｉｉ??Ｌ：??：??１１?ｉ?ｉ?ｉ?睡?ｉ?ｉ?ｉｉ....

本文編號：3965804