载人潜水器的干扰特性分析与自适应滑模控制

• Published in: 控制理论与应用 Vol. 40; no. 7; pp. 1315 - 1322
• Main Authors: 张琪杰, 方星, 刘飞, 高翔
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏无锡214122%国家深海基地管理中心,山东青岛266237 01.07.2023
• Subjects: 非线性干扰观测器; 干扰特性指标; 载人潜水器; adaptive sliding mode control; nonlinear disturbance observer; 自适应滑模控制; disturbance characterization index; distur-bance rejection; 干扰抑制; manned submersible vehicle
• ISSN: 1000-8152
• DOI: 10.7641/CTA.2023.20380

针对在实际运行中会受到未知外部环境干扰和模型不确定性等因素影响的蛟龙号载人潜水器系统,本文设计了一种基于干扰特性指标的新型自适应滑模控制方法,实现对有益干扰的利用和有害干扰的补偿.首先,文章给出载人潜水器系统的运动学和动力学模型;然后,本文设计非线性干扰观测器估计系统所受的集总扰动,并提出一种扇形区域干扰特性指标,用于判断干扰对系统的影响;其次,文章设计一种基于干扰特性指标的自适应滑模控制方法,并且根据李雅普诺夫理论进行严格的稳定性分析;最后,通过数值仿真,验证所设计的滑模控制方法的优越性.其优越性主要体现在:不仅能够有效缓解抖振现象,并且避免控制增益高估的问题.