基于ADRC参数优化的拖曳式水下航行器定深控制分析

拖曳式水下航行器(Towed Underwater Vehicle,TUV)深度控制存在两个主要问题:一是系统非线性很强,建模分析困难,二是由于受到牵引力和外界环境的干扰,深度难以实现精准控制.对于问题一,提出在一定假设条件下,先建立系统运动的非线性精确模型,然后进行适当的简化、求解的方案来解决.对于问题二,采用基于遗传算法优化的自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)替代PID控制器,并利用遗传算法优化其参数选择,通过控制航行器翼角以提高航行器深度的控制精度;最后,对系统在变速、定深等不同工况下进行仿真模拟实验.实验结果表明,拖缆模型简化求解以及控制策略均有效可行.改进后的自抗扰控制器与PID控制器相比,控制精度更高,并且操作频率较低,提高了系统的控制品质.