14、自主水下航行器（AUV）跟踪控制研究

自主水下航行器（AUV）跟踪控制研究

无速度测量的AUV有限时间跟踪控制实验

在本次实验中，由于实验条件限制，水下声学通信系统不可用，因此将所有目标点设定为水面航路点，AUV通过电磁通信在水面巡逻。实验硬件主要由四部分组成：
1. 操作员 ：控制中心的操作员收集所有可用数据，并据此为AUV制定和发送任务决策。
2. 浮标 ：在海岸部署三个浮标，为AUV提供实时定位支持。
3. AUV ：在实验中，AUV在水面巡逻，借助浮标跟踪目标点，跟踪解决方案通过STM32开发板嵌入AUV。
4. 传感器 ：部署声纳系统检测外部物体的入侵。

定位估计器采用超宽带通信技术，定位精度可达0.03m，同时STM32开发板强大的计算能力可避免计算复杂性问题。

目标点设定为：A(3, 2, 0, 0, 0, 4)T、B(1, 3.5, 0, 0, 0, 6)T和C(3, 5, 0, 0, 0, 4)T，假设这些目标点需要被监控和保护。实验中的模型不确定性由AUV模型的有限先验知识引起，外部干扰由水波引起，而水池中的水波是由AUV的相对运动产生的。

首先，部署声纳系统检测外部物体的入侵，将一辆车辆视为入侵者，它依次靠近A、B和C点，声纳系统能检测到入侵者的存在。基于此，操作员为AUV发送任务决策，考虑以下两种场景：
1. 场景1 ：控制器系数满足定理6.2的稳定性条件。
2. 场景2 ：控制器系数不满足