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A Depth Control Method for Full Ocean Depth AUV
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DOI：10.1002/rob.70235.png)
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摘要
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本文提出了一种用于全海深（FOD）自主水下航行器（AUV）在线辨识与补偿残余浮力的集成垂直控制方法，该方法适用于依赖垂直推进器进行深度保持或高度保持悬停任务的AUV。为解决车辆艇体压缩和海水密度变化在极端静水压力下引起的残余浮力漂移问题，所提出的方法构建了速度控制模式和位置控制模式之间的条件触发双向切换框架：在大误差阶段，采用速度控制模式快速驱动车辆进入低速区域。一旦深度误差和垂直速度满足预设阈值条件，系统切换至位置控制模式。在该模式下，通过推进器力平衡在线估计等效残余浮力，并将其作为前馈补偿以实现精确稳定的悬停。如果运行条件发生变化，切换和辨识机制可被重新触发以维持控制性能。该方法通过试验水池实验和针对1000 m、7000 m及11 000 m级AUV的海洋试验进行了验证，试验对象为悟空FOD AUV。现场结果表明，在试验水池和11 000 m级试验中，系统分别实现了0.0124 m和0.0668 m的平均高度跟踪误差。这些结果验证了所提出方法在抑制未知残余浮力扰动及实现深渊环境稳定悬停方面的有效性和工程适用性。
Keyword:
autonomous underwater vehicle (AUV)
depth control
field experiments
full ocean depth
hovering control
residual buoyancy identification
S-surface control
期刊
IF:
5.2
论文数:
1.7K
被引数:
6.0K
机构
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