【摘要】：針對(duì)近水面海浪干擾下水下自主航行器(AUV)的深度跟蹤及姿態(tài)控制問題,提出一種基于非線性降維狀態(tài)觀測器(ROSO)的預(yù)測控制.通過非奇異坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)AUV垂直面運(yùn)動(dòng)非線性模型的狀態(tài)估計(jì),并將狀態(tài)估計(jì)結(jié)果用于預(yù)測控制及其預(yù)測模型的在線線性化過程中,在仿真實(shí)驗(yàn)中對(duì)ROSO與全維狀態(tài)觀測器(FOSO)的狀態(tài)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)也對(duì)比了所提出的基于在線線性化的預(yù)測控制(PC-NMOL)與現(xiàn)有的非線性預(yù)測控制(NPC)的控制效果.仿真結(jié)果證明了所提出的方法可以得到精確的狀態(tài)估計(jì),且具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,對(duì)外部擾動(dòng)魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn).
[Abstract]:Aiming at the problem of depth tracking and attitude control of underwater autonomous vehicle (AUV) (AUV) under near-surface wave disturbance, a predictive control based on nonlinear reduced-order state observer (ROSO) is proposed. The state estimation of AUV vertical motion nonlinear model is realized by nonsingular coordinate transformation, and the result of state estimation is used in the process of on-line linearization of predictive control and prediction model. In the simulation experiment, the state estimation results of ROSO and full-dimension state observer (FOSO) are compared, and the control effects of the proposed on-line linear-based predictive control (PC-NMOL) and the existing nonlinear predictive control (NPC) are also compared. The simulation results show that the proposed method can obtain accurate state estimation and has the characteristics of fast dynamic response and strong robustness to external disturbances.
【作者單位】： 哈爾濱工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院;北京航天自動(dòng)控制研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51279039)
【分類號(hào)】：U664.82

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本文編號(hào)：2228864