BTT UUV控制设计：基于分散变结构理论的高效机动解决方案

本文档主要探讨了"基于分散变结构理论的BTT UUV控制设计"这一主题，发表于2013年的《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》第37卷第2期。无人水下航行器(UUV)的快速机动能力是研究的核心需求，因此作者周浩和吴茂林提出了将倾斜转弯(Bank-to-Turn, BTT)技术引入UUV自动驾驶仪的设计策略。由于UUV在运动过程中存在运动通道间的耦合和外界干扰，这种非匹配不确定性使得系统需要处理复杂的控制问题。 文章采用了变结构局部模型跟踪原理，这是一种结合参考模型设计的方法，通过利用系统的左特征向量和Lyapunov稳定性理论来设计切换函数以及变结构控制系统。这种控制策略的优势在于它能够有效地应对系统不确定性，确保在高机动情况下，UUV的关键状态能够实现良好的稳态跟踪性能，满足倾斜转弯机动的要求。此外，设计的控制方案注重结构简化，易于实际工程实施，这对于复杂水下环境下的系统控制至关重要。 文中指出，传统控制技术如STT在处理高机动UUV时面临挑战，而BTT技术在导弹控制中有成熟的应用。然而，针对UUV领域的研究相对较少。文中提到的其他控制方法，如经典控制理论的分通道设计、鲁棒H∞及μ综合方法和动态逆控制器，虽然有各自的优点，但在实际应用中可能存在模型依赖、阶数过高或对系统误差敏感的问题。 变结构控制理论在此背景下显得尤为适用，因为它提供了强鲁棒性和系统复杂度的降低，有助于分散控制方法的实现，从而提高控制器的实用性和可靠性。这篇论文对于推动无人水下航行器的高机动控制技术发展具有一定的理论价值和实践意义。