基于有限时间扩张状态观测器的水下机器人精准跟踪控制系统设计
来源：计算机测量与控制杂志2024年第9期北京时间：
作者：王坤
摘要：水下机器人在运动过程中极易受到水环境因素的干扰发生运动偏移,为了保证水下机器人的精准、稳定航行,利用有限时间扩张状态观测器优化设计水下机器人精准跟踪控制系统。设计有限时间扩张状态观测器、水下机器人传感器、跟踪控制器和推进器,强化硬件系统的密封防水设计强度,完成系统硬件设计。根据水下航行任务,规划机器人的航行轨迹,作为系统控制目标。求解机器人位置、姿态角、速度等运动参数,得出水下机器人的跟踪结果。利用有限时间扩张状态观测器检测航行环境参数,结合当前机器人状态的跟踪结果,计算机器人运动控制量,在硬件系统的支持下,完成系统的精准跟踪控制功能。通过系统测试实验得出结论,静力水环境场景下水下机器人的平均位置跟踪误差为14m、平均角度控制误差为0.10°,航行速度控制误差为0.5m/s；动力水环境场景下水下机器人的平均位置跟踪误差为15m、平均角度控制误差为0.10°、航行速度控制误差为0.5m/s。
关键词：有限时间扩张状态观测器;水下机器人;精准跟踪;机器人控制系统;
