UUV H∞鲁棒自动驾驶仪设计：基于BTT控制

"基于BTT控制的UUV H∞鲁棒自动驾驶仪设计 (2013年) - 针对无从水下航行器(BTT控制技术)的3通道耦合问题，应用H∞反馈控制理论进行自动驾驶仪设计，通过将耦合因素视为有界干扰，独立设计滚动、俯仰和偏航通道，有效抑制干扰，满足设计指标。" 在无人水下航行器（UUV）的控制领域，基于倾斜转弯（BTT）控制技术的自动驾驶仪设计是一项关键任务。本文针对BTT控制技术所面临的3个主要运动通道——横滚、俯仰和偏航之间的耦合问题，提出了一种创新的解决方案。传统的BTT技术在导弹控制中表现出色，但在UUV领域的应用尚不广泛。BTT技术能通过快速调整UUV的最大升力面来实现高效机动，减少诱导力矩，提高稳定性和机动性。 作者们首先建立了基于BTT控制的UUV动力学模型，将通道间的耦合作用视为外界干扰。然后，他们引入了H∞反馈控制理论，这是一种现代控制理论，旨在设计控制器以确保系统性能的同时，对有界不确定性和干扰具有鲁棒性。通过这种方式，他们能够独立地处理每个通道的控制问题，减少了耦合效应的影响。 H∞控制理论的核心在于找到一个控制器，使得系统对所有可能的干扰都有良好的性能，同时保持系统的稳定性。在本研究中，作者详细描述了将过载误差纳入系统状态方程，然后将耦合因素视为有界干扰的步骤。通过这种方法，他们为横滚、俯仰和偏航三个通道分别设计了控制器，并提供了具体的设计流程。 仿真结果显示，这种H∞鲁棒控制策略能有效地抑制通道间的耦合干扰，满足预定的性能指标。这表明，该方法对于提高UUV的自主导航和控制能力具有显著的效果，对于未来UUV控制系统的优化设计提供了有价值的参考。 关键词：无人水下航行器；倾斜转弯控制技术；H∞控制理论；鲁棒控制；自动驾驶仪设计 文章发表于2013年的《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》，展示了在军事和工程领域的实际应用潜力，尤其是对于提升UUV的控制精度和动态性能。作者周浩和张翼超的工作不仅对UUV控制理论有所贡献，也为相关领域的研究人员提供了实践指导和技术借鉴。