欠驱动UUV的非奇异终端滑模航迹跟踪控制策略

本文主要探讨了"基于非奇异终端滑模的欠驱动UUV航迹跟踪控制"这一关键技术在船舶与海洋工程领域的应用。论文由李明和李铜桥共同撰写，针对欠驱动UUV（Underactuated Unmanned Underwater Vehicle）在实际操作中遇到的问题，即模型参数的不确定性以及未知恒定海流对航迹跟踪控制的影响，提出了一种创新的控制策略。 首先，作者通过离散化航迹点的方法，将复杂的路径规划为一系列可操作的目标，以便UUV能够有效地追踪。视线法（Line-of-Sight，简称LOS）和Serret-Frenet坐标系被用来构建航迹跟踪的制导律，这些坐标系提供了对UUV运动状态的精确描述，有助于设计出更有效的控制指令。 接下来，论文的关键在于将航迹跟踪问题转化为航向角的镇定问题，这样便于应用非奇异终端滑模控制技术。非奇异终端滑模控制方法的优点在于其能够确保系统在有限的时间内全局收敛，即使面对参数变化或外部干扰，也能保持系统的稳定性。这种方法特别强调了鲁棒性，确保了UUV在复杂水下环境中能够实现精确的航迹跟踪。 仿真实验的结果强有力地验证了这一控制策略的有效性和鲁棒性。无论是在模型参数的变化还是面对未知的恒定海流情况下，设计的控制策略都能够保证UUV准确无误地沿着预设的水平直线航迹前进，显示出在实际操作中的优越性能。 这篇论文的核心贡献在于提供了一种实用且稳定的欠驱动UUV航迹跟踪控制方法，对于提升UUV在海洋工程任务中的导航精度和抗干扰能力具有重要意义。关键词包括欠驱动UUV、航迹跟踪、航迹点、视线法、Serret-Frenet坐标系、非奇异终端滑模、模型参数摄动和全局有限时间稳定性，这些词汇共同构成了研究的核心概念和技术细节。