基于线性自抗扰控制的UUV航向控制器设计

由于UUV航向运动受执行机构非线性约束的影响,还受到浪、流的干扰,给航向稳定性控制带来较大困难。为了改善UUV航向控制品质,将线性自抗扰控制技术应用到航向控制中。首先,利用线性扩张状态观测器估计出系统的"总合干扰",并进行动态反馈补偿,将系统简化为积分串联标准型;然后,在积分串联标准型基础上,利用预期动力学方程设计了控制器;最后,通过引入饱和限幅环节和死区环节对控制器进行修正。针对线性扩张状态观测器在初始阶段存在"peaking"现象而造成执行机构大幅动作的问题,采取在初始阶段不引入"总和干扰"估计值的方法来解决。对比PID,线性自抗扰控制器在模型参数摄动、常值干扰、一阶高频波浪力干扰、低频正弦干扰下,有更好的动静态特性和鲁棒性。