文章标题：基于扰动观测器的AUV实际预设时间跟踪控制

文章作者：季茂沁, 陈玉全, 孙运康
关 键 字：欠驱动AUV;轨迹跟踪;扰动观测器;预设时间;反步控制
文章摘要：针对欠驱动自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）在时变洋流扰动下的轨迹跟踪控制问题，设计一种基于预设时间扰动观测器（Predefined-time Disturbance Observer，PTDO）的实际预设时间控制框架。首先，为消除时变洋流扰动的影响，基于预设时间理论构建了PTDO进行扰动补偿，相较于固定时间观测器，收敛时间独立作为观测器参数，灵活可调。其次，通过引入预设时间非线性滤波器，有效规避了现有反步控制框架下的“微分爆炸”问题，设计了实际预设时间轨迹跟踪控制器，并根据李雅普诺夫稳定性理论严格证明了轨迹跟踪误差可在与初始状态无关的预设时间内收敛至残差集。最后，基于Matlab/Simulink平台进行对比仿真，验证了所提控制策略的有效性和便捷性。