一种基于具有预定性能约束的自主式水下机器人的固定时间轨迹跟踪控制方法

摘要

一种基于具有预定性能约束的自主式水下机器人固定时间轨迹跟踪控制，包括建立含有由水动力引起的模型不确定性以及外部干扰的自主式水下机器人的运动学模型和动力学模型，给出期望跟踪轨迹，并引入辅助变量将其转化为自主式水下机器人的跟踪误差系统模型，然后引入预定性能函数，将跟踪误差系统转化为具有预定性能约束的系统，将模型不确定性、外部干扰以及不可测速度集总为自主式水下机器人的干扰，设计固定时间扩张状态观测器估计不可测速度和未知干扰，基于观测器输出值，设计连续的固定时间滑模面，得到水下机器人的固定时间连续终端滑模轨迹跟踪控制方案；可以有效降低模型不确定性和外部干扰对自主式水下机器人的影响，实现精确轨迹跟踪。