作者：高剑 刘富樯 严卫生自主水下航行器回坞路径规划dubins曲线路径跟踪控制
摘要：回坞是指自主水下航行器（AUV）完成任务后返回水下支持平台的过程,是实现AUV自主回收的关键步骤。本文中提出一种基于路径跟踪的AUV回坞控制算法。考虑AUV的机动能力,采用Dubins曲线规划一条连接AUV初始点和回收点的回坞路径,由两段半径为AUV最小转弯半径的圆弧和一段直线构成,在起点、终点处分别与AUV初始航向和回收器入口方向相切。设计AUV非线性全局路径跟踪控制,建立以沿路径运动的参考点为原点的Serret-Frenet坐标系,描述路径跟踪误差并建立误差的动态模型,从而克服传统方法的奇异性问题,然后将航向角看作路径跟踪误差的控制输入,设计航向角指令和路径参数的变化率,使路径跟踪误差全局渐近稳定,从而实现AUV对回坞路径的跟踪。仿真结果验证了本文所提出的回坞控制算法的有效性。
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