摘要
针对欠驱动大型水下无人航行器(Underwater Unmanned Vehicle,UUV)的控制问题,基于UUV全数字模型,将UUV的水平面控制解耦为运动学控制和动力学控制。运动学控制采用Serret-Frenet坐标系下的视线角(Line of Sight,LOS)虚拟制导方法,动力学控制采用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法。所设计方法基于较精确的水动力模型,不仅能利用模型预测的优势,提前多步预测当前控制策略的效果,提高大型惯性平台的控制安全性,还能避免MPC在求解大自由度非线性系统时的控制发散问题。仿真实验证明,所设计的控制器对于大型UUV具有计算量小、控制精度高等优点。
