基于模型补偿的水下机器人滑模轨迹跟踪控制

摘要

针对水下机器人（remotely operated vehicle,ROV）在强外扰与参数不确定情况下轨迹跟踪误差大、控制抖振明显的问题，提出一种基于模型补偿的滑模控制方法。该方法构造位姿误差滑模面，引入参考速度和参考加速度补偿未建模动态与外扰，并利用李雅普诺夫稳定性定理证明闭环系统的所有信号都是有界的。最后，所提方法在三自由度运动场景下实现了对直线与复杂弧形轨迹进行跟踪。仿真实验结果显示，在外界干扰与参数不确定性等不利因素存在时，所提方法能确保跟踪误差快速收敛，且稳态误差逼近零附近的零域内；相比常规滑模控制器，抖振显著减弱，鲁棒性提升。

关键词

水下机器人 / 模型补偿 / 滑模控制 / 轨迹跟踪