文章标题：水下直升机无模型参数自适应滑模控制

文章作者：石凯^1,2,3, 王晓辉^1,2, 徐会希^1,2, 郭春雷^1,2, 陈浩^1,2
关 键 字：自主水下机器人;水下直升机;无模型自适应控制;离散滑模控制;首向控制
文章摘要：本文主要研究水下直升机（autonomous underwater helicopters, AUH）的首向无模型控制问题。AUH圆碟形的外形使其具有灵活的首向机动性，但也使AUH的首向易受外部扰动和模型失配的影响而出现振荡和超调。针对AUH的首向稳定控制问题，提出一种无模型参数自适应滑模控制方法。首先，利用系统输入/输出测量数据建立动态线性化数据模型，基于离散无抖振滑模控制算法设计无模型自适应滑模控制器。其次，分析了AUH的主要动力学参数发生大范围变化时，使用无模型自适应滑模控制器获得的控制输出存在超调和振荡的原因，提出一种控制器参数自适应调节律，解决了控制输出的超调和振荡问题。在被控对象参数大范围变化的情况下，所提出方法获得了具有一致性的首向控制效果。该方法仅需要首向控制输入/输出测量数据，实现了AUH的首向无模型控制。通过仿真和湖上试验，验证了方法的可行性和有效性。