控制理论与应用

作者：方星,浦吉铭,刘飞

单位：江南大学,江南大学,江南大学

关键词：模型预测控制; 动态控制分配; 过驱动; 抗干扰控制; 载人潜水器

基金：国家自然科学基金项目(62273165), 装备预研教育部联合基金项目(8091B032259), 中国博士后科学基金项目(2023T160493, 2021M702505)资助.

潜水器系统在水下工作时, 会受到多种干扰因素影响. 同时, 为了提高机动性与容错能力, 载人潜水器采用了过驱动设计. 针对上述问题, 本文设计了一种基于抗干扰控制器与动态控制分配的双层控制结构, 使得受干扰影响的潜水器系统在满足相关约束条件的前提下, 能够将期望的力与力矩分配到各个推进器以完成控制目标, 并克服了静态控制分配方法忽略执行器动态特性的缺点. 首先, 建立潜水器的动力学模型与执行器的动态模型; 其次, 基于干扰观测器的干扰估计信息利用反步法设计运动控制器, 获得期望控制律; 此外, 考虑执行器动态特性, 设计基于模型预测控制(MPC)的动态控制分配算法, 求取每一个执行器的实际推力; 最后, 使用MATLAB进行数值仿真, 验证本文控制方法的有效性与优越性.

来源：2024年第9期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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