基于级联方法的欠驱动AUV全局K指数3 维直线跟踪控制
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作者:
作者单位:

1. 西北工业大学 航海学院
2. 西北工业大学航海学院

作者简介:

高剑

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中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金


Global K-exponential straight-line tracking control of an underactuated AUV in 3 dimensions using a cascaded approach
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Fund Project:

National Natural Science Foundation of PR China

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    摘要:

    采用非线性系统级联方法, 提出一种欠驱动自主水下航行器的3 维直线跟踪控制算法. 首先将3 维直线跟踪
    误差模型分解为水平面运动受垂直面运动扰动的级联结构; 然后分别设计俯仰角指令和航向角指令, 进一步将平面
    直线跟踪模型分解为位置跟踪误差受俯仰角/ 航向角跟踪误差扰动的级联结构, 并设计了俯仰角和航向角的跟踪控
    制律, 通过逐级应用级联系统稳定性理论证明了3 维直线跟踪误差的全局K指数稳定性; 最后通过数学仿真验证了
    所提出跟踪控制算法的有效性.

    Abstract:

    The 3-dimension straight-line tracking control is proposed for an underactuated autonomous underwater vehicle
    by using the cascaded approach of nonlinear systems. The 3-dimension straight-line tracking model is divided into the
    vertical tracking model and horizontal tracking model which is perturbed by the former. The desired pitch angle and yaw
    angle are designed, and the two planar tracking models are divided into the position tracking models and the euler angles
    tracking models in the cascaded structures. The pitch and yaw angles tracking control laws are designed based on the pitch
    and yaw angles tracking models respectively. The nonlinear cascaded system theory is used to strictly prove the global K-
    exponential stability of the whole tracking system without any assumptions on the underactuated sway and heave motions
    used by the former researches. Simulation results show the effectiveness of the proposed controller.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

高剑 徐德民 严卫生.基于级联方法的欠驱动AUV全局K指数3 维直线跟踪控制[J].控制与决策,2012,27(9):1281-1287

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  • 收稿日期:2011-04-25
  • 最后修改日期:2011-09-19
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  • 在线发布日期: 2012-09-20
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