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开架水下机器人生物启发离散轨迹跟踪控制
  • ISSN号:1000-8152
  • 期刊名称:控制理论与应用
  • 时间:2013.4.4
  • 页码:454-462
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]上海海事大学水下机器人与智能系统实验室,上海201306
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51075257,51279098); 上海市科委创新行动计划资助项目(10550502700); 上海市优秀学术带头人计划资助项目(11XD1402500)
  • 相关项目:自治水下机器人路径规划与安全避障技术研究
中文摘要:

针对水下机器人常规反步跟踪控制的速度跳变问题,提出了基于生物启发模型的反步滑模混合控制方法.应用生物启发模型的平滑、有界输出特性,产生渐变的参考跟踪速度,克服了速度跳变问题,也满足了推进器推力约束.同时自适应滑模控制算法产生跟踪控制律,对于水下干扰及模型不确定影响具有鲁棒性,能够实现水下机器人稳定、准确的轨迹跟踪控制.所提方法的稳定性通过Lyapunov理论进行了证明,并将该方法对FALCON开架水下机器人进行水平面离散轨迹跟踪控制的仿真研究,实验结果表明了提出控制方法的有效性.

英文摘要:

To deal with the speed-jump in the conventional backsteepping tracking control for underwater vehicles, we propose a hybrid control combining the backstepping and the sliding-mode control based on the biological inspired model.Because of the smoothness and boundedness of the output from the bio-inspired model,this control produces a gradually varying reference tracking-speed for the underwater vehicles instead of a jumping reference tracking-speed which cannot be followed by the propeller thrust of underwater vehicles.An adaptive sliding-mode control algorithm is applied to generate the tracking control law which ensures the robust performance in the presence of underwater disturbance and model uncertainties to achieve the stable and accurate trajectory-tracking.The stability of the proposed method can be proved by Lyapunov theory.Finally,this control has been applied to simulate the horizontal discrete trajectory tracking-control on FALCON open-frame underwater vehicle.Experiment results validate the effectiveness of the proposed control method.

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期刊论文 13 会议论文 4 专利 2 著作 1
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期刊信息
  • 《控制理论与应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:胡跃明
  • 地址:广州五山路华南理工大学3号楼516室
  • 邮编:510640
  • 邮箱:aukzllyy@scut.edu.cn
  • 电话:020-87111464
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8152
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1240/TP
  • 邮发代号:46-11
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21084