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申请/专利权人：哈尔滨工程大学
申请日：2024-03-25
公开（公告）日：2024-06-18
公开（公告）号：CN118210232A
主分类号：G05B13/04
分类号：G05B13/04
优先权：
专利状态码：在审-公开
法律状态：2024.06.18#公开
摘要：本发明是一种强鲁棒性的AUV分数阶滑模控制方法，由控制部分和观测器部分共同组成，控制部分包括根据位置误差输出期望速度的外环以及根据速度误差输出执行器力与力矩的内环控制，观测器位于控制系统内环，通过定义辅助变量对干扰进行估计。对于欠驱动AUV这种动力学模型高度非线性耦合、无法直接控制横荡与垂荡运动、受环境扰动影响很大的对象来说，本发明能够起到良好的控制效果，且具有较强的鲁棒性，即使在较大的动态扰动下依旧可以保持较小的误差跟踪上期望轨迹，而在观测器的帮助下可以保证控制器输出力与力矩的平稳。
主权项：1.一种强鲁棒性的AUV分数阶滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立欠驱动AUV的数学模型；步骤二：初始化AUV的位置、速度信息，实时采集AUV位置与速度，并设置期望跟踪轨迹；步骤三：基于步骤一所建立的AUV数学模型，依据欠驱动AUV运动特性建立跟踪误差模型避免非最小相位的发生；步骤四：设计辅助变量，并基于此设计扰动观测器，利用反正切函数保证观测器的稳定，减少抖动，同时引入终端因子保证观测器收敛速度；步骤五：设计双闭环控制器，外环控制器根据位置误差产生虚拟速度控制指令，内环控制器根据实际速度和虚拟速度之间的误差产生可用控制输入，保证AUV的位置与速度误差收敛至0；控制器的两部分均由滑模面和趋近率构成，滑模面由终端滑模控制引入分数阶所构成，趋近率是二阶趋近率；步骤六：将控制器与观测器相结合，观测器输出的估计扰动参与到内环控制器的计算当中，以减少内环控制器输出的执行机构的力与力矩的抖振。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 哈尔滨工程大学 一种强鲁棒性的AUV分数阶滑模控制方法
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