基于双闭环的矢量推进器的AUV转向控制方法.PDF

第 47 卷 第 6 期 天津大学学报 (自然科学与工程技术版) Vol.47 No.6 2014 年 6 月 Journal of Tianjin University (Science and Technology) Jun. 2014 DOI:10.11784/tdxbz201209062 基于双闭环的矢量推进器的 AUV 转向控制方法 1 1 1 2 陈世利 ，卫 民 ，李一博 ，张震宇 (1. 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072 ； 2. 威斯康辛州立大学拉克罗斯分校软件工程学院，威斯康辛州 54601) 摘 要 ：水下无人自航行器 (autonomous underwater vehicle ，AUV)在对海洋环境进行勘查与测量时，实际航迹与目 标航迹的偏差要求控制在一定精度范围内．在传统常采用的航向单闭环方法控制下，基于矢量推进器的 AUV 在高 速转向时存在航迹跟踪效果差的缺点．针对这一问题，设计了一种双闭环自适应转向运动控制方法．该方法基于矢 量推进器机动性强的特性，在 AUV 转向时将航向控制闭环和航速控制闭环设计成双闭环，调整航向的同时依据航 向环偏航角差实时控制航速环 AUV 转向目标速度．理论分析和实验证明：在 AUV 转向时，该控制算法可以更好 地实现航迹跟踪，实际航行轨迹与目标航迹的最大偏差可以控制在 10,m 以内． 关键词 ：水下无人自航行器；矢量推进器；转向；航迹跟踪；双闭环 中图分类号：TP242.3 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 (2014)06-0530-05 Steering Control Strategy of AUV with Vectored Thruster Based on Double-Loop Mode 1 1 1 2 Chen Shili ，Wei Min ，Li Yibo ，Zhang Zhenyu . (1. State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China ； 2. School of Software Engineering ，University of Wisconsin-Lacrosse ，Wisconsin 54601 ，The United States) Abstract ：Autonomous underwater vehicle (AUV)should have the ability to control the deviation of the actual navi- gation trajectory and target track within a limited range when surveying the seabed. Based on a lot of AUV running