基于鲁棒指定时间的ESO的实用预定义时间滑模控制用于应对不确定性和环境扰动的底栖自主水下航行器轨迹跟踪控制

本研究的目的是解决受到模型不确定性和额外干扰的底栖自主水下航行器（AUV）的轨迹跟踪控制问题。为了估计集中不确定性并重建速度信息，本文设计了一种鲁棒的指定时间扩展状态观测器（RPTESO），其指定时间可以直接作为显式参数进行设计，而无需依赖系统的初始状态和复杂的参数设置。此外，设计了一种自适应法则，以提高RPTESO的鲁棒性并在确保收敛速度的前提下减少超调。然后，考虑AUV的水动力特性，设计了一种非奇异鲁棒实用预定义时间滑模控制（RPPSMC），其预定义时间可以直接通过显式参数设置。RPPSMC是基于使用RPTESO估计的集中不确定性进行设计的，旨在提高其在复杂环境中的控制精度。理论分析和仿真验证了该方法的有效性和优越性。