全驱动AUV动力定位系统滑模控制研究

针对自主水下机器人(autonomous underwater vehicle, AUV)动力定位控制易受浪流扰动影响的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的全驱动AUV动力定位系统滑模控制(sliding mode control, SMC)方法.结合团队设计的"探海I型"自主水下机器人,建立AUV空间运动模型,以滑模控制器为基础,引入扩张状态观测器(extended state observer, ESO),对系统模型偏差及浪流干扰进行补偿,改善动力定位控制器的抗干扰能力.仿真及湖上试验结果表明,该动力定位控制器在深度与姿态角控制上较PID控制器均有较大提升,动力定位深度误差在±0.1 m以内,姿态角误差在±2°以内,具有较高的精度及稳定性.

AUV自主对接回收动力定位控制系统设计与实现

针对自主水下机器人(AUV)数据上传困难、布放回收繁琐等问题,基于自主研发的“探海Ⅱ型”全驱动AUV,利用超短基线(USBL)、惯性导航系统、多普勒计程仪(DVL)、双目摄像机等装置设计全驱动AUV自主对接回收动力定位控制系统,通过动力定位控制器抵抗随机浪流扰动,实现水下精准对接回收。最终分别在校内拖曳水池及苏州某湖进行实验测试,完成AUV动力定位控制、自主对接等实验,且水下自主对接实验成功率超过90%,验证了该系统的有效性及可靠性。