一种带避障功能的无人潜航器预设时间轨迹跟踪控制系统

本发明提出了一种带避障功能的无人潜航器预设时间轨迹跟踪控制系统，以提升障碍物环境下的轨迹跟踪精度。步骤包括：建立无人潜航器模型；设计预设时间函数；设计新型人工势场函数，以提高避障反应速度，减少跟踪误差；设计预设时间障碍性能函数作为在障碍物情况下进行轨迹跟踪的误差限制边界，该函数能够根据误差变化动态调整误差限制边界；设计预设时间扩展状态观测器，用于估计模型不确定性和外部干扰；采用带平滑切换函数的辅助系统处理输入饱和问题；最终推导出轨迹跟踪控制方案。仿真结果显示，100秒内无人潜航器在前进方向、横摆方向和航向角的绝对误差积分减少了56.37％、43.21％和7.20％；纵向、横荡和偏航角速度的估计绝对误差积分减少了25.44％、8.86％和35.24％。