摘要：水下机器人在运动过程中极易受到水环境因素的干扰发生运动偏移,为了保证水下机器人的精准、稳定航行,利用有限时间扩张状态观测器优化设计水下机器人精准跟踪控制系统;设计有限时间扩张状态观测器、水下机器人传感器、跟踪控制器和推进器,强化硬件系统的密封防水设计强度,完成系统硬件设计;根据水下航行任务,规划机器人的航行轨迹,作为系统控制目标;求解机器人位置、姿态角、速度等运动参数,得出水下机器人的跟踪结果;利用有限时间扩张状态观测器检测航行环境参数,结合当前机器人状态的跟踪结果,计算机器人运动控制量,在硬件系统的支持下,完成系统的精准跟踪控制功能;[JP2]通过系统测试实验得出结论,静力水环境场景下水下机器人的平均位置跟踪误差为14 m、平均角度控制误差为0.10°,航行速度控制误差为0.5 m/s;动力水环境场景下水下机器人的位置跟踪误差最大值为9 m、平均角度控制误差为0.10°、航行速度控制误差为0.5 m/s。

摘要：本文基于船载激光通信粗跟踪很难对准的问题,采用了一种新型的基于GPS自主引导粗跟踪方法。在目标放置一GPS信号源,通过无线网络将目标位置信息传输至粗跟踪系统控制计算机。通过解算,得出跟踪系统方位轴和俯仰轴需要转动的角度(即目标值),然后精准的控制电机运转。转动的实际角度通过传感器采集,将数值传输至控制计算机,再与目标值进行作差,如此循环直到精准跟踪。通过搭建跟踪平台测控系统,并结合外场实验,得出基于GPS自主引导跟踪方法可以快速精准的跟踪目标,大幅度降低粗跟踪所需要的时间,且可以消除环境所带来的影响。