طراحي كنترل كننده شبكه عصبيِ تابع پايه شعاعيِ تطبيقي با ترم مقاوم مد لغزشي براي شناورهاي زير سطحي

Adaptive Radial Basis Function Neural Network AUV Controller Design with Sliding Mode Robust Term

در اين مقاله شناورهاي زير سطحي براي طراحي كنترل غير خطي كه هم براي نقص عملگر شناورهاي سطحي و هم براي تضمين رديابي مناسب باشند مورد بررسي قرار گرفته اند. بدين منظور كنترلگري با توانمندي تخمين هوشمند نامعيني ها و جبرانسازي اغتشاشات جريان آب اقيانوس براي هر دو مد كنترل عمق و سمت پيشنهاد مي­شود. براي تقريب ديناميك هاي غير خطي نامعين، كنترل كننده شبكه عصبيِ تابع پايه شعاعيِ تطبيقي پيشنهاد شده است. در ادامه، مساله طراحي يك كنترل كننده شبكه عصبيِ تابع پايه شعاعيِ تطبيقي با يك ترم مد لغزشي تقويت شده است تا خطاي رديابي و تنظيم در حضور نامعيني ها بهبود يابد در نتيجه هم بر عدم قطعيت­ها غلبه خواهد شد و هم در كنترل عمق، اثر نقص عملگر در راستاي عمق جبران خواهد شد. همچنين، پايداري روش كنترلي پيشنهاد شده با تئوري لياپانوف اثبات شده است. طراحي و شبيه سازي ها بدون ساده سازي سيستم ديناميكي بكار گرفته شده است. اگر چه در اين مقاله روش كنترلي پيشنهاد شده روي مدل REMUS پياده سازي اما اين روش قابليت پياده سازي روي هر شناورسطحي و زير سطحي را دارا مي باشد.

This work addresses an autonomous underwater vehicle (AUV) for applying nonlinear control that be efficient for both perfect operation of under-actuated AUV and tracking guarantees. For this purpose, controller is capable of intelligent estimation of uncertainties and ocean current disturbance rejection. We proposed adaptive radial basis function neural network (RBF NN) controller in both heading and diving to approximate unknown nonlinear dynamics. Moreover, the problem of designing an adaptive RBF NN controller was augmented with sliding mode robust term to improve trajectory tracking and regulation in presence of uncertainties. Due to under-actuated mechanism of REMUS and lack of direct actuator effect, combination of RBF NN and sliding mode robust term is applied to compensate the system’s gravity/buoyancy force and guarantee appropriate motion in Z direction. Furthermore, stability proof of proposed control scheme was shown with lyapunov theory. Furthermore, the control, design and simulation results are provided without any simplification of the entire system. Although the design approach of this paper is implemented on REMUS this point of view can be applied on any AUV using the same technique.