多关节水下机器人

抗扰高精度轨迹跟踪

集成扰动观测器的非线性模型预测控制器，让水下机器人在时变扰动下仍能沿复杂轨迹高精度航行。

Omar, Zakarya · 任超 · 孟庆浩

Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 2025

技术优势

干扰被实时抵消

NDO实时估计时变扰动并在控制律中补偿，跟踪误差不会因扰动持续累积。

误差渐近收敛到零

李雅普诺夫稳定性分析保证位置和速度跟踪误差渐近收敛，控制性能有理论保证。

复杂轨迹也能跟

数值仿真表明，所提控制器能够使MJ-AUV在随机不确定性下高精度跟踪复杂轨迹。

应用场景

• 水下机器人控制：为多关节水下机器人提供鲁棒控制器，替换易受扰动影响的传统方案。
• AUV轨迹跟踪：实现复杂轨迹高精度跟踪，用于水下巡检、测绘等任务。
• 水下自主导航：在扰动下保持精确航迹，提高自主导航可靠性。
• 机电控制：将扰动观测器与模型预测控制结合，为机电系统提供先进控制范例。
• 水下运载器：提升多关节航行器机动性与跟踪精度，扩展作业能力。