魯棒控制方法在UUV垂直面運動控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、無人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)是一種高新技術(shù)的小型水下自航載體，可以通過遙控或者自主操作的方式完成特定的水下作業(yè)任務(wù)。利用UUV可以進行深?？碧剑Ｑ筚Y源開發(fā)，沉船打撈以及軍事上港口戰(zhàn)術(shù)偵查等任務(wù)。UUV的運動控制技術(shù)是其能夠完成特定作業(yè)任務(wù)的基礎(chǔ)，垂直面運動雖然是UUV空間運動的一個特殊情形，但卻是其完成使命任務(wù)的關(guān)鍵，UUV垂直面運動控制問題的研究在理論層面和工程實踐方面都有著重要的

2、意義。
　　本文通過學(xué)習(xí)研究魯棒H∞控制方法，結(jié)合UUV在垂直面的運動規(guī)律，對UUV的深度控制問題與縱傾控制問題加以分析，力圖運用魯棒H∞控制方法提高在海洋環(huán)境中UUV垂直面控制的魯棒性與穩(wěn)定性。首先，基于研究對象UUV，建立了UUV垂直面運動模型，執(zhí)行機構(gòu)以及海流干擾的數(shù)學(xué)模型。其次，考慮到UUV運動的非線性及模型的不確定性，針對固定工況模型參數(shù)發(fā)生攝動的情況基于魯棒H∞控制理論設(shè)計了H∞深度控制器以及縱傾控制器，對所建立的數(shù)學(xué)

3、模型進行了運動控制仿真，仿真結(jié)果表明在固定工況下該控制方法可以勝任對深度及縱傾的有效控制，并且魯棒性較強。同時，在上述基礎(chǔ)上考慮到執(zhí)行器發(fā)生故障的情況，結(jié)合容錯控制理論，設(shè)計了H∞深度和縱傾容錯控制器，使UUV在執(zhí)行器發(fā)生故障的時候也可以對深度和縱傾進行有效的控制。再次，針對UUV運動的非線性以及航速變化的特點，基于T-S模型對UUV深度和縱傾模型進行研究，并且基于并行分布補償(PDC)的設(shè)計方法設(shè)計H∞深度和縱傾控制器，使UUV在變速