原文传递
自主式水下航行器的有限时间控制
| 论文题名： | 自主式水下航行器的有限时间控制 |
| 关键词： | 水下航行器;有限时间控制;简化数学模型;非线性仿射控制 |
| 摘要： | 全球范围内人口数量的持续增长,让陆地资源已日益匮乏,这就使世界各国资源开发的战略重点开始转向到占地球面积70.8％的资源更为丰富的海洋。但海洋自然条件的苛刻使得人类无法靠自身去进行探索,水下机器人便应运而生。本文中论及的自主式水下航行器就是水下机器人中的一种,它以其无缆、作业范围广、自由度大、可进行复杂环境探索等特点,成为海洋科学考察、军用等项目中重要的研究方向。为了提高自主水下航行器的控制精度和在平衡点附近局部的抗干扰特性,我们采用有限时间控制算法对自主水下航行器进行控制。 本文研究了自主式水下航行器航向角的有限时间控制问题,主要内容概括如下: 首先,对当前水下航行器的研究现状和采用的主要方法进行了总结和概述,引出了水下航行器航向角控制模型的建立和简化过程,并给出了有限时间控制的基本概念和有限时间稳定性的判定准则。 其次,针对自主式水下航行器航向角的简化数学模型分别给出了基于等速趋近率的终端滑模控制、快速终端滑模控制和基于幂次趋近率的终端滑模控制三类控制算法的设计,并基于数值仿真结果分析比较了它们各自的异同点。 最后,针对一类二阶非线性仿射控制系统给出了一类有限时间类PID控制算法的设计,并运用有限时间齐次性判定法则给出了理论证明。将其运用于自主式水下航行器控制算法的设计,并通过仿真验证了该算法的有效性和对于模型误差的鲁棒性。 |
| 作者： | 贾瑞 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 王剑魁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
