[发明专利]一种基于扩张状态观测器的水下机器人滑模控制方法

摘要

本发明公开了一种基于扩张状态观测器的水下机器人滑模控制方法，首先建立惯性坐标系下水下机器人系统模型，即其惯性系下运动方程；然后针对该水下机器人设计三阶扩张状态观测器，并通过求解线性矩阵不等式给出扩张状态观测器的参数；然后设计连续终端滑模控制器对水下机器人进行控制。该方法鲁棒性强，能够获得更高的控制精度和更快的相应速度，便于工程实现。

主权项

1.一种基于扩张状态观测器的水下机器人滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，建立惯性坐标系下水下机器人动力学模型和运动学模型，并且根据其动力学模型和运动学模型建立水下机器人惯性系下运动方程步骤S2，构建三阶扩张状体观测器：其中i＝1,2,3,4,5,6和βi1,βi2,βi3为观测器增益，观测误差为ei1(t)＝zi1(t)‑ηi(t)，ei2(t)＝zi2(t)‑vi(t)，ei3(t)＝zi3(t)‑fi(t)，fi(t)为未知扰动；并且通过线性不等式调整观测器的参数；步骤S3，设计连续终端滑模控制器，首先建立跟踪误差模型，然后基于扩张状态观测器，设计连续终端滑模控制器的控制信号；步骤S4，得到控制力矩τic(t)，并且控制水下机器人的惯性系下运动方程，从而实现对水下机器人进行控制。