欠驱动AUV三维航迹跟踪：离散滑模预测与鲁棒控制

本文主要探讨了"基于离散滑模预测的欠驱动AUV三维航迹跟踪控制"这一主题，针对欠驱动自主水下航行器(AUV)在实际操作中面临的模型不确定性问题以及外部海流干扰，提出了一种创新的控制策略。研究者采用了虚拟向导法，将空间运动误差离散化处理，构建了适用于这种复杂环境的数学模型。 在设计上，他们基于递归滑模思想，构建了一种离散滑模预测控制器。这种控制器的核心在于通过滚动优化技术，有效地补偿了模型中的不确定因素，使得滑模预测模型更加精确。同时，通过反馈校正机制，能够动态调整控制策略，以适应不断变化的水动力阻尼和海流条件。 仿真实验部分，研究人员选取了一个具体的欠驱动AUV模型进行空间曲线跟踪控制的模拟。结果显示，所设计的控制器在应对时变非线性水动力阻尼的影响上表现出良好的鲁棒性，能够有效地抑制外界海流干扰，确保了AUV在三维空间中的精确轨迹跟踪。这意味着，即使在存在复杂环境变量的情况下，该控制器也能保证AUV的稳定性和导航精度。 这项研究对于提升欠驱动AUV在海洋环境中执行复杂任务的能力具有重要意义，尤其是在动态环境下的三维航迹跟踪控制方面，展示了离散滑模预测控制技术的有效性和实用性。这对于未来无人水下机器人的自主导航和控制技术的发展具有积极的推动作用。