海浪干扰环境下 UUV 近水面深度控制-论文.pdf

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1、第9卷第4期智能系统学报V01．9No．42014年8月CAAITransactionsonIntellizentSystemsAgu．2014DOI：10．3969／j．issn．1673·4785．201311068网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／doi／10．3969／j．issn．16734785．201311068．html海浪干扰环境下UUV近水面深度控制徐大伟，吴迪，侯恕萍，赵玉飞1．海军驻锦州地区军事代表室，辽宁锦州121000；2．哈尔滨工程大学自动化学院

2、，黑龙江哈尔滨150001；3．哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：由于在强耦合条件下，积分变结构控制的极点配置问题十分复杂。为了研究了无人水下航行器(UUV)近水面深度控制问题，在积分变结构控制器的设计之中加入了可拓控制理论，为UUV深度控制系统设计了可拓积分变结构控制算法，在解决极点配置问题的同时提高了控制器的鲁棒性。同时，在UUV近水面航行时，海浪引起的深度变化对其运动控制产生了严重的影响，主要表现为在舵的剧烈抖动与磨损、能源的不必要肖耗等。针对此问题，采用了非线性输出干扰观

3、测器估计海浪带来的深度方向的干扰，并结合李亚普诺夫理论证明了其稳定性。最后，将所设计的可拓积分变结构控制器与估计得到的海浪干扰应用在UUV仿真系统中，结果证明了方法的有效性与工程实际意义。关键词：无人水下航行器；干扰观测器；变结构控制；可拓控制；海浪干扰；深度控制方法中图分类号：TP18文献标志码：A文章编号：1673-4785(2014)04-407—06中文引用格式：徐大伟，吴迪。侯恕萍。等．海浪干扰环境下uuV近水面深度控制[J]．智能系统学报。2014，9(4)：407-412．英文引用格式：XU

4、Dawei，wuDi，HOUShuping。eta1．DepthcontrolmethodforuuVmaneuveringnearthesurfaceunderwavedisturbance[J]．CAAITransactionsonIntelligentSystems，2014，9(4)：407-412．DepthcontrolmethodforUUVmaneuveringnearsurfaceunderwavedisturbanceXUDawei，WUDi，HOUShuping，ZHAOYufei(

5、1．NavyMilitaryRepresentativeOficeinJinzhou，Jinzhou121000，China；2．CollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001。China；3．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Thispapermainlystudie

6、sthenearsurfacedepthcontrolproblemsoftheunmannedunderwatervehicle(UUV)．DuetothestrongcouplingconditionoftheUUVdynamics，thepoleassignmentoftheintegralvariablestructurecontrolcouldberathercomplicated．Sointhispaper，theauthorsextendedthetraditionalintegralvar

7、iablestructurecontrolwiththeextensioncontrolalgorithmanddesignedanextensionintegralvariablestructurecontrollerwithincreasedrobustnesswhensolvingthepoleassignmentproblemwiththeUUVdepthcontrolsystem．Inthemeantime，frequentchangesinthedepthcausedbytheoeeanwav

8、esgeneratedlotsofproblemswiththemotioncon-troloftheUUVswhenoperatednearthesurface，suchaswearandtearofthemotors，consumptionofenergy，etc．Basedonthemathematicalmodeloftheoceanwave，thispaperestimatesthedisturbanceofthed