Multi-model with different variables switching control laws for the vertical plane control of an autonomous underwater vehicle

Abstract

自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)系统垂直面运动状态间具有强耦合性、非线性等特点导致AUV系统垂直面难以实现精确控制。另外,AUV系统纵倾角需控制在某一阈值内,以避免AUV系统在运动过程中出现深度/高度超调甚至造成不良后果。根据AUV系统在垂直面不同控制要求下的运动特点,提出将垂直面运动模型解耦为深度控制模型与纵倾角控制模型,构建AUV系统垂直面动力学模型集,然后,根据模型集所含子模型特点采取对应控制策略。由于各子模型切换前后系统状态变量和维数发生变化,提出了状态变量增减的多模型切换的概念。基于切换系统稳定判据-共同Lyapunov函数法,提出..