[发明专利]基于自抗扰的无模型自适应AUV控制方法

摘要

本发明公开了一种基于自抗扰的无模型自适应AUV控制方法，首先利用自抗扰控制中的微分跟踪器对输入信号安排过渡过程并提取其微分信号，然后扩张状态观测器把系统的不确定扰动看作总扰动并对其进行实时的动态估计和补偿，并将微分跟踪器跟踪出来的信号输入到无模型自适应控制器之中，最后将扩张状态观测器观测出来的干扰作用在无模型自适应控制器的输出舵角之上，最终实现AUV的运动控制。本发明克服了传统控制算法快速性和超调性之间的矛盾，大大提高了系统的抗干扰能力，并且实现简单、计算量小、鲁棒性强，对于未知非线性时变系统控制效果明显，可以广泛应用AUV的运动控制当中，并具有良好的控制效果。

主权项

1.基于自抗扰的无模型自适应AUV控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过自抗扰控制的微分跟踪器对水下航行器系统中的期望航向、期望俯仰信号进行跟踪，并提取其微分信号；(2)通过自抗扰控制的扩张状态观测器，对水下航行器系统的不确定扰动进行实时动态估计和补偿；(3)针对水下航行器的姿态运动，建立基于紧格式动态线性化模型，确定该模型中的伪梯度向量形式；(4)针对紧格式动态线性模型中的伪梯度向量，设计参数自适应估计方程，对伪梯度向量进行估计；(5)根据动态线性化模型建立误差准则函数，通过最小化误差准则函数设计出无模型自适应控制器；(6)将自抗扰控制的微分跟踪器跟踪出来的信号，输入到无模型自适应控制器中，并得出输出舵角；(7)将自抗扰控制扩张状态观测器估计出来的干扰，作用在无模型自适应控制器的输出舵角上，对干扰进行补偿；(8)调整运动控制参数，收集AUV中的航向、深度数据，并进行分析，进而实现对AUV的运动控制。