改进型自抗扰在ROV位姿控制中的应用

作     者：王翻 武建国 王晓鸣 梁胜国 王顺 WANG Fan;WU Jianguo;WANG Xiaoming;LIANG Shengguo;WANG Shun

作者机构：河北工业大学机械工程学院天津300401 天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司天津300300 天津市深远海智能移动勘测装备研发重点实验室天津300300 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFC1521704) 

出 版 物：《舰船科学技术》 (Ship Science and Technology)

年 卷 期：2024年第46卷第18期

页      码：91-98页

摘      要：为提高水下机器人(ROV)在水域环境中的位姿控制能力,结合传统自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)策略中fal函数在分段处过渡不够平滑的特点,提出一种新型非线性函数,用以改进传统fal函数。利用双曲正切函数在原点附近单调递增且连续光滑的特征,通过多项式拟合的方法构建出非线性函数sfal函数,然后使用李雅普诺夫方法对sfal函数进行稳定性分析,基于sfal函数给出扩张状态观测器的一般形式,并由此设计改进的ADRC控制器,通过对控制对象ROV搭建数学模型,利用Matlab/Simulink对系统的输出进行仿真与数值分析。最后,在ROV平台上进行对比实验,实验结果表明,改进型自抗扰控制能够有效抑制系统响应的超调量,并提升ROV位姿状态的抗扰能力。

主 题 词：自抗扰控制 水下机器人 扩张状态观测器 姿态控制 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

D　O　I：10.3404/j.issn.1672-7649.2024.18.016

馆 藏 号：203144083...