文章标题：基于递归免疫网络在线辨识的AUV三维轨迹跟踪控制

文章作者：王舜^1,3, 江亚峰³, 张亮¹, 刘维², 袁明新^1,3
关 键 字：自主水下机器人;三维轨迹跟踪;递归免疫网络;在线辨识;PID控制器
文章摘要：为了提高海流、海浪、水下噪声等扰动下的AUV三维轨迹跟踪精度，提出基于递归免疫网络在线辨识的PID自整定轨迹跟踪控制器（PID-RINN）。首先建立AUV的运动学模型，并将其深度距离、首向角和俯仰角作为控制变量，设计了基于神经网络在线辨识的PID控制器；然后借鉴生物免疫系统的信息处理机制构建了递归免疫网络；接着将水下机器人在水平面上距预瞄路径点的侧向距离定义为疫苗，并联合细胞隐层输出接种到递归免疫网络的突触隐层；最后基于梯度法实现了递归免疫网络辨识下的PID控制器在线自整定。测试结果表明，与PID、PID_ GA、PID _RBF相比，文中轨迹跟踪控制的平均和最大位置误差分别平均减少31.91%和25.81%，平均和最大首向角误差分别平均减少32.54%和25.27%，以及平均和最大俯仰角误差分别平均减少61.93%和61.26%，从而验证了文中递归免疫网络在线辨识的AUV三维轨迹跟踪具有高控制精度，以及强扰动抑制优点。