基于super-twisting二阶滑模算法的作业型ROV路径跟踪控制方法

摘要

作业型遥控无人水下航行器(ROV)的运动存在时变外界干扰和系统不确定性,利用常规滑模方法设计其运动控制器会产生抖振现象,而常用的饱和函数联合边界层法(SatSMC)在消除抖振的同时无法保证控制精度.针对上述问题,文中设计了super-twisting二阶滑模控制器(STSMC)来实现作业型ROV的空间路径跟踪.利用Lyapunov方法分析了系统的稳定性,并证明该方法能够保证跟踪误差在有限时间内收敛.将提出的STSMC与SatSMC及比例-积分-微分法进行了仿真试验对比,结果表明:STSMC能够使ROV完成对既定路径的跟踪,并具有更好的鲁棒性、快速性和控制精度,同时产生的抖振也明显小于SatSMC,控制参数也未增加,更适于ROV的实际使用.