كنترل فيدبك حالت جزئي براي رديابي مسير شناور زيرسطح خودگردان تحريك ناقص با استفاده از كنترل سطح ديناميكي تطبيقي- عصبي

Partial State Feedback Control for Trajectory Tracking of Underactuated Autonomous Underwater Vehicle by Using Neural Adaptive Dynamic Surface Control

در اين مقاله، كنترل رديابي مسير زماني شناور زيرسطح خودگردان تحريك ناقص بدون اندازه‌گيري سرعت، در فضاي سه بعدي و در حضور نامعيني‌ها و اغتشاشات نامعلوم ناشي از امواج و جريانات اقيانوسي مبتني بر روش كنترل سطح ديناميكي براي اولين بار مورد بررسي قرار مي‌گيرد. به‌منظور تخمين نامعيني‌هاي پارامتري ناشي از مدل ديناميكي شناور زير‌سطح، تكنيك تقريب شبكه‌هاي عصبي تابع پايه شعاعي پيشنهاد شده است. همچنين، مسئله كنترل فيدبك خروجي با بهره‌گيري از يك رؤيتگر بهره بالا به‌منظور تخمين حالت‌هاي غيرقابل اندازه‌گيري مورد نياز برطرف مي‌گردد. پايداري كنترل كننده پيشنهادي به صورت تحليلي و بر اساس تئوري لياپانوف بررسي مي‌گردد و پايداري يكنواخت نهايتاً كران‌دار حالت‌ها و همگرايي خطاهاي رديابي به كران كوچكي اطراف مبدأ تضمين مي‌شود. در نهايت، عملكرد رديابي طرح كنترل پيشنهادي با شبيه سازيهاي كامپيوتري تأييد شده است.

In this paper, the trajectory tracking control of underactuated autonomous underwater vehicle without measuring velocity in three-dimensional space and in the presence of unknown disturbances caused by waves and ocean currents is studied based on dynamic surface control for the first time. In order to estimate parametric uncertainties with underwater vehicle dynamic model, radial basis function neural network approximation technique has been proposed. Also, the output feedback control problem is resolved by employing a high-gain observer to estimate the required unmeasurable states. The stability of the proposed controller is investigated by an analysis based on Lyapunov theory and uniform ultimate boundedness stability of states and convergence of tracking errors to a small bound around the origin are guaranteed. Finally, the tracking performance of the proposed control scheme has been verified via computer simulations