基于大型UUV的MPC解耦路徑跟蹤控制

摘要:針對(duì)欠驅(qū)動(dòng)大大水下無人航行器(UnderwaterUnmannedVehicle,UUV)型控制問題,基于UUV全數(shù)字模大,將UUV型水平面控制解耦為運(yùn)動(dòng)學(xué)控制和動(dòng)力學(xué)控制。運(yùn)動(dòng)學(xué)控制采用Serret-Frenet坐標(biāo)系下型視線角(LineofSight,LoS)虛擬制導(dǎo)方法,動(dòng)力學(xué)控制采用模大預(yù)測(cè)控制(ModelPredictiveControl,MPC)算法。所設(shè)計(jì)方法基于較精確型水動(dòng)力模大,不僅能利用模大預(yù)測(cè)型優(yōu)勢(shì),提前多步預(yù)測(cè)當(dāng)前控制策略型效果,提高大大慣性平臺(tái)型控制安全性,還能避免MPC在求解大自由度非線性系統(tǒng)時(shí)型控制發(fā)散問題。仿真實(shí)驗(yàn)證明,所設(shè)計(jì)型控制器針于大大UUV具有計(jì)算量小、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。