UUV水下模型预测滑模跟踪控制算法

水下机器人(UUV)工作时常伴有海流状况,UUV控制的不稳定性可能导致其无法工作或出现安全问题。针对水下机器人受海流频繁干扰的问题,设计了一种含海流因素的模型预测与自适应滑模级联的控制方法(OCMPC-ASMC),在高精度跟踪轨迹的同时,能提高水下机器人在持续海流或者突发海流扰动时跟踪控制的鲁棒性。首先,设计基于模型预测控制方法的运动学控制器,将海流速度合成到UUV的参考速度中,构建含海流因素的预测模型;然后,设计一种自适应滑模动力学控制器,通过速度、位置的反馈使得水下机器人能够实现对海流干扰的自适应;最后,在MATLAB上进行三维空间仿真并与传统MPC-SMC和反步控制比较,验证了所提方法应对波动海流有很强的鲁棒性与自适应能力。