海洋智能无人系统的低水平控制

Aries-precursor的低水平控制包括三个独立设计的解耦控制回路：（1）主旋翼转速控制前进速度；（2）船尾舵偏转控制前进；（3）通过船尾升降板的偏转来控制俯仰和深度。所有控制器都是滑模控制器，为了简洁起见，将在随后的小节中给出最终的控制器形式。

1）前进速度

前进速度滑模控制器根据螺旋桨转速信号的有符号平方项给出，参数（α，β）取决于航行器的标称运行参数，系数见表12.1：

从表12.1可以明显看出，螺旋桨转速指令包括一个以期望的量度［u·ct）］加速航行器的项，克服了线性阻力（u（t）|u（t）|），并减弱由于干扰和过程噪声引起的扰动［σ·u（t）］。

2）航向

控制航行器航向的状态子集的滑动表面如式（12.43）所示。得到的滑动模式控制器包含在式（12.44）中。(www.xing528.com)

应该注意的是，（r）似乎暗示了为航行器定义一些vc（t）的可能性。这是不切实际的。Aries-precursor的推力分配和运动学，摇摆中的非完整性，将导致滑模控制器在其主要目标中的性能严重下降。Lienard对此和类似的滑动模式控制器进行了进一步的详细讨论。

3）俯仰和深度

Aries-precursor的HIL模拟器上三个控制器中的第三个控制器的主要目标是控制深度，用于节距和深度的组合。对于具有完整约束和此处使用的模型的运动学的航行器，这仅可通过使用船尾升降机δs来使航行器俯仰和俯冲。因此，滑动表面设计在式（12.44）中，控制器设计在式（12.45）中。