رديابي هدف زمان-محدود براي يك زير دريايي خودگردان در فضاي سه بعدي با كنترل سطح ديناميكي

Finite-time Target Tracking for an Autonomous Submarine in Three-Dimensional Space by Using Dynamic Surface Control

در اين مقاله، مسيله كنترل رديابي هدف زمان-محدود براي يك زيردريايي تحريك ناقص خودگردان در فضاي سه بعدي در حضور نامعيني ها و اغتشاشات نامعلوم ناشي از امواج و جريانات اقيانوسي با كنترل سطح ديناميكي مورد توجه قرار مي گيرد. در گام اول، با در نظر گرفتن كنترل سطح ديناميكي، پيچيدگي هاي محاسباتي روش پس گام تا حد زيادي جبران مي گردد. در گام دوم، با طراحي كنترل كننده زمان-محدود مي توان ثابت كرد كه خطاهاي سيستم در زمان محدودي به ناحيه كوچكي حول مبدا همگرا مي شوند. براي جبران پارامترهاي نامعلوم شناور و نامعيني هاي غير خطي از كنترل كننده تطبيقي مقاوم استفاده شده است. پايداري كنترل كننده پيشنهادي به صورت تحليلي و براساس تيوري لياپانوف ثابت مي شود. در پايان، عملكرد رديابي طرح كنترل پيشنهادي با استفاده از نرم افزار متلب شبيه سازي و اعتبار آن نشان داده خواهد شد.

In this paper, the control problem of a finite-time target tracking for an underactuated autonomous submarine is considered in three-dimensional space in the presence of unknown disturbances caused by waves and ocean currents via Dynamic Surface Control (DSC) method. At first, computational complexities of the backstepping method are greatly reduced by employing the DSC technique. Next, by designing a finite-time controller, it can be demonstrated that system errors converge to a small region containing the origin in a finite time. An adaptive robust controller is employed to compensate for unknown vehicle parameters and uncertain nonlinearities. The stability of the proposed controller is demonstrated by an analysis based on Lyapunov theory. Finally, the tracking performance of the proposed control scheme is simulated by MATLAB software and its effectiveness is shown as well.