基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的USM六自由度镇定控制

作     者：孙非 崔特 曹宇赫 任超 Sun Fei;Cui Te;Cao Yuhe;Ren Chao

作者机构：天津大学内燃机研究所天津300072 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 

基　　金：国家自然科学基金(62073235)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      码：311-318页

摘      要：水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的控制方法。首先建立了USM的动力学模型;其次,考虑到USM强非线性和强耦合性的特点,对动力学模型反馈线性化后设计了PD控制器,并引入了模糊控制逻辑调整控制器的参数;同时为减少建模误差和实际水下环境存在各种不确定干扰对控制效果的影响,设计了一种自适应扩张状态观测器来实时补偿模型的不准确性和外扰。最终,在湖中实验测得,所提方案6维均方根误差(RMSE)为0.425 2、0.166 8、0.168 5、0.267 4、0.117 4、1.003 3,较之传统方案有明显的提升,证明了所提方案的有效性。

主 题 词：水下游动机械臂(USM) 反馈线性化 模糊控制 自抗扰 自适应扩张状态观测器 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2312261

馆 藏 号：203138923...