一种自主水下航行器一体化声学定位与跟踪控制方法

摘要

本发明公开了一种自主水下航行器一体化声学定位与跟踪控制方法。本发明在水面布置三个发射周期性声学信号的浮标，根据三个信号达到AUV的时间，结合声速剖面对AUV位置进行估计。同时，采用扩展卡尔曼滤波处理由位置估计和洋流干扰引起的系统不确定性；为了有效处理AUV系统物理约束条件并实现一定的跟踪效果最优，考虑AUV水动力学模型，设计路径跟踪模型预测控制(MPC)器。由于定位与控制具有不同的采样时间，利用AUV名义模型对无声学定位信息的控制时间步进行航迹推算。考虑算法实时性，采用MPC框架下的持续线性化方法对系统模型进行近似处理，取得控制效果与计算效率的权衡。