具有输入约束的自主式水下航行器三维神经网络跟踪控制

摘要

本文研究了欠驱动自主式水下航行器在具有参数不确定、环境干扰以及输入饱和受限下的三维轨迹跟踪控制问题.首先,基于跟踪误差运动学,建立的虚拟导航控制律将整个控制系统分解成两个级联子系统.其次,引入一阶滑模微分器避免求导过程中复杂的解析计算,并考虑基于高斯误差函数的连续可微对称饱和模型处理输入约束问题.借助反步法设计法,神经网络控制方法以及自适应控制策略,估计未知不确定项和逼近误差项.同时,基于Lyaunov直接法保证了该闭环系统的控制误差项最终一致有界性.最后,仿真结果验证了所提出的控制器对移动目标和空间曲线的轨迹跟踪有效性.