工作级遥控潜水器的位姿跟踪S-MFAC控制

针对工作级遥控潜水器(ROV)存在模型参数变化频繁、作业环境复杂、不确定因素众多及运动的强非线性等特性,文章提出一种S-MFAC(sigmoid-model free adaptive control)非线性串级工作级ROV位姿跟踪控制算法。其外环应用S函数的有界、平滑输出特性,将ROV位置和姿态控制指令转换为光滑的内环参考速度,满足执行器约束;内环控制器采用MFAC消除ROV系统内在扰动因素,实现各自由度速度量的稳定、准确跟踪闭环控制。文章通过搭建仿真模型,对该算法在速度跟踪和三维轨迹跟踪方面的控制有效性进行了验证。结果表明:同样在不基于ROV精确数学模型的条件下,S-MFAC控制算法比常规PID算法具有更好的动态控制效果;另外,S-MFAC控制算法由于优化了操作输入,可以减少领航员的工作强度,提高ROV作业效率。