近水面AUV自适应输出反馈控制器设计

近水面航行的自治水下机器人(AUV)受到较强的波浪干扰,此干扰可进入测量输出信号,影响AUV的实际位置和姿态。若此干扰进入控制设计环节,必然增大控制输出,降低控制精度、浪费燃料,严重时可破坏驱动装置。针对此问题,设计了自适应输出反馈控制器,用以实现强干扰下的AUV水平面轨迹跟踪控制。首先设计观测器将系统输出信号中的干扰过滤掉,使其无法进入控制设计环节。然后采用局部逼近的径向基神经网络对不确定水动力系数和径向、横向及艏向角速度耦合产生的非线性结构进行补偿。利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定性。仿真实验表明控制器对粘性阻尼系数和未知非线性结构具有很好的自适应性;对附加质量不确定性和干扰的变化有很强的鲁棒性。