基于重構容錯的智能水下機器人定深運動控制

萬磊， 張英浩， 孫玉山， 李岳明， 何斌

(哈爾濱工程大學 水下機器人技術重點實驗室， 黑龍江 哈爾濱 150001)

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基于重構容錯的智能水下機器人定深運動控制

萬磊， 張英浩， 孫玉山， 李岳明， 何斌

(哈爾濱工程大學 水下機器人技術重點實驗室， 黑龍江 哈爾濱 150001)

為保證智能水下機器人(AUV)在部分運動執行器出現故障的情況下，仍可在一定深度下順利完成相應任務，提出一種定深容錯運動控制策略。該控制策略針對某型智能水下機器人垂向推進器的故障，從實用角度出發，基于重構容錯控制思想，同時結合自抗擾控制(ADRC)方法進行具體的控制器設計和實現。該控制策略中包括兩種定深控制器設計，分別為垂推正常工況下和垂推故障情況下的定深控制，試圖依靠相關故障信息，通過重構替換實現容錯控制。在仿真實驗中，該控制策略于不同環境干擾下進行了相應測試，并與結合PID方法的定深控制器進行了比較。結果表明，基于重構容錯控制思想，并結合自抗擾控制方法的定深容錯控制策略不僅有效，同時具有更好的抑制干擾作用，從而可以為機器人提供更優的控制效果。

控制科學與技術； 智能水下機器人； 容錯運動控制； 重構容錯； 自抗擾控制方法； 定深控制

0　引言

隨著人類對海洋探測與開發的不斷深入，可進行自主作業的智能水下機器人(AUV)受到越來越廣泛的重視。其作為一類人工智能系統，需要具有高度的自主性、可靠性以及海洋環境適應性，才能完成復雜環境下的相應任務。……