生物启发AUV三维轨迹跟踪控制算法

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Title:

Biological inspired three-dimensional tracking control algorithm for autonomous underwater vehicles

作者:

朱大奇, 张光磊, 李蓉

上海海事大学 水下机器人与智能系统实验室, 上海 201306

Author(s):

ZHU Daqi, ZHANG Guanglei, LI Rong

Laboratory of Underwater Vehicles and Intelligent Systems, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China

关键词:

自治水下机器人; 生物启发模型; 反步轨迹跟踪; 速度跳变

Keywords:

autonomous underwater vehicles; bio-inspired model; backstepping tracking; speed jump

分类号:

TP27

DOI:

10.3969/j.issn.1673-4785.201306022

摘要:

针对水下机器人轨迹跟踪控制的速度跳变问题,提出了一种基于生物启发神经动力学模型的自治水下机器人(AUV)三维轨迹跟踪控制算法。利用生物启发神经动力学模型的平滑、有界输出的特性,构造简单的中间虚拟变量,克服了海流影响下AUV反步轨迹跟踪控制的速度跳变问题,并且控制效果能够达到全局渐近稳定、输出结果连续平滑。利用Lyapunov函数证明了所提方法的稳定性。将该方法对"海筝二号"水下机器人进行三维轨迹跟踪控制的仿真实验,仿真结果表明了所提控制方法的有效性。