無人水下航行器姿態(tài)變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)的研究.pdf

1、隨著無人水下航行器科技水平的發(fā)展，經(jīng)典的控制器設(shè)計方法已經(jīng)不能完全適應(yīng)現(xiàn)代的工程項目控制需要了。因此，必須尋找一種新型的智能控制器來滿足無人水下航行器的各種控制要求。變結(jié)構(gòu)控制理論擁有較強的魯棒性和優(yōu)秀的控制效果，比較適合于本文研究的這類非線性時變的復(fù)雜系統(tǒng)。在此理論基礎(chǔ)上，本文將重點研究無人水下航行器的姿態(tài)控制，主要內(nèi)容和研究成果如下：
　　1.優(yōu)化的PID控制器：為了充分對比新舊控制器的控制品質(zhì)，以及解決工程上普遍存在的控制參

2、數(shù)整定的問題。本文在傳統(tǒng)的PID控制器的基礎(chǔ)上，應(yīng)用兩種優(yōu)化方法，即遺傳算法和粒子群算法，對PID控制器進行了優(yōu)化。通過仿真研究驗證了這種思路是可行的。
　　2.提高無人水下航行器控制系統(tǒng)的機動性和準確性：以優(yōu)化的PID控制器和變結(jié)構(gòu)控制器作為系統(tǒng)控制器，分別對無人水下航行器的各種姿態(tài)進行控制。通過仿真進行控制效果的分析，以及大量動態(tài)性能數(shù)據(jù)的對比，驗證了本文提出的智能控制器的有效性和優(yōu)越性。
　　3.無人水下航行器控制系統(tǒng)

3、的穩(wěn)定性：為了保證控制器穩(wěn)定高效的運行，提出了基于李亞普諾夫理論的在線判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)，并且以此為依據(jù)，制定了相應(yīng)的穩(wěn)定性控制策略。通過大量的仿真研究分析，當系統(tǒng)參數(shù)變化或噪聲等外界的強干擾作用于系統(tǒng)時，變結(jié)構(gòu)的控制品質(zhì)依然良好；當在系統(tǒng)穩(wěn)定性監(jiān)視和控制模塊運行的情況下，不但保證了系統(tǒng)有界的輸出，而且系統(tǒng)依然保持著良好的機動性和穩(wěn)定性。
　　本文針對無人水下航行器原有控制器在動態(tài)性能方面的缺陷，提出了變結(jié)構(gòu)控制理論的解決方案，