摆线桨推进自主水下机器人的智能控制研究

【摘要】 当今海洋开发重要性凸显，但海洋环境复杂给探索开发带来挑战。水下机器人能适应复杂水下环境，提高作业效率。本文设计一种摆线桨AUV（无缆自主水下机器人），其搭载的摆线桨推进器可360°产生任意方向推力，且振动噪声低。本文设计滑模控制器进行定深和定向控制，引入模糊控制对滑模输出进行动态补偿。利用跟踪微分器给输入信号安排平滑的过渡过程并获取各阶微分。针对摆线桨水下机器人动力学方程中水动力模型和干扰难以确定问题，将外部扰动、模型不确定性统一视为复合扰动，并将其扩张为新的状态变量，分别用线性扩张状态观测器和RBF神经网络进行观测。实验结果表明，本文所设计的控制方法对摆线桨AUV艏向和深度有不错的控制效果。更多还原