近年來(lái)，由于自主水下機(jī)器人(AUV)在水文測(cè)量、水下探測(cè)巡檢作業(yè)等方面的優(yōu)勢(shì)，其在商業(yè)和科研方面的應(yīng)用愈發(fā)廣泛.為成功完成指定任務(wù)，路徑跟蹤運(yùn)動(dòng)控制是不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此相關(guān)研究倍受國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注.針對(duì)外界時(shí)變擾動(dòng)影響下的控制問(wèn)題，Do等基于反步法和投影算法設(shè)計(jì)了一個(gè)魯棒控制器實(shí)現(xiàn)全局漸近穩(wěn)定，并利用模型船開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.Wang等設(shè)計(jì)了模糊未知觀測(cè)器對(duì)擾動(dòng)進(jìn)行在線觀測(cè)補(bǔ)償.考慮未精確建模及參數(shù)攝動(dòng)問(wèn)題，余亞磊等通過(guò)坐標(biāo)變換對(duì)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化，隨后利用反步自適應(yīng)算法對(duì)不確定項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)償.此外，文獻(xiàn)[5]中所采用的模糊逼近方法也可有效處理這一問(wèn)題.考慮到實(shí)際物理?xiàng)l件限制，執(zhí)行器所產(chǎn)生的控制輸入是受限的，因而輸入飽和問(wèn)題也是一個(gè)需要解決的問(wèn)題.常見(jiàn)的一種方法是設(shè)計(jì)輔助動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行處理, 此外還可采用平滑飽和函數(shù)、邊界李雅普諾夫函數(shù)和飽和濾波器等策略.

上述文獻(xiàn)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)所固有的時(shí)滯特性并未被考慮在內(nèi)，而且，瞬態(tài)過(guò)程的性能如超調(diào)量等并未被考慮在內(nèi)，但這對(duì)于水下探測(cè)作業(yè)尤其是近海底起伏地形作業(yè)是尤為重要的.為采集相關(guān)水文數(shù)據(jù)，水下人機(jī)器人往往需要貼近海底航行.安全領(lǐng)域模型方法是保障安全航行的一種有效手段，文獻(xiàn)[11-12]通過(guò)引入模糊理論和八叉樹(shù)方法建立了多種用于AUV安全航行的領(lǐng)域模型.徐國(guó)華等基于專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)了AUV模糊自救系統(tǒng)和主動(dòng)應(yīng)急自救機(jī)制.上述方案往往嵌入在應(yīng)急系統(tǒng)而非控制系統(tǒng)，因此若是在控制層也設(shè)計(jì)具有安全約束特性的控制器，可實(shí)現(xiàn)雙重航行安全保障，可進(jìn)一步提高航行安全性.

面向海底起伏地形跟蹤作業(yè)需求，航行安全約束需在全過(guò)程得到保障，如控制器響應(yīng)過(guò)慢或超調(diào)過(guò)大均有可能對(duì)AUV安全性帶來(lái)問(wèn)題，因而需要尋求一種有效的解決方案以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)瞬態(tài)性能的安全約束.傳統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)僅能保障系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，有限時(shí)間和固定時(shí)間控制可對(duì)收斂時(shí)間起到約束，但是超調(diào)量仍難以約束.針對(duì)這一問(wèn)題，Bechlioulis等于2008年提出預(yù)設(shè)性能控制技術(shù)，隨后在水下機(jī)器人中得到了成功的應(yīng)用.此外，Dai等和Zheng在預(yù)設(shè)性能路徑跟蹤方面也開(kāi)展了相關(guān)工作，但多是針對(duì)水平面的，且未考慮系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)滯特性.為此，本文針對(duì)帶有時(shí)滯特性的AUV深度面路徑跟蹤控制問(wèn)題，提出了一種基于預(yù)設(shè)性能技術(shù)的控制器設(shè)計(jì)方法.與現(xiàn)有文獻(xiàn)相比，本文主要貢獻(xiàn)如下：

2.3.2 基于信息不對(duì)稱角度分析政府政策失靈 信陽(yáng)市政府治理農(nóng)作物秸稈禁燒過(guò)程中，出臺(tái)的相關(guān)政策涉及范圍廣泛且強(qiáng)度大。焚燒政策主要是從“禁”的角度，以縣、鄉(xiāng)、村為單位，實(shí)行秸稈禁燒責(zé)任制度，通過(guò)層層的管制與監(jiān)督，杜絕焚燒秸稈的現(xiàn)象發(fā)生。要求各縣、鄉(xiāng)、村成立分片包干小組和禁燒監(jiān)督小組，晝夜輪番巡查，對(duì)小組領(lǐng)導(dǎo)所監(jiān)督的地區(qū)發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)，進(jìn)行嚴(yán)格罰款[5]。從政府角度來(lái)看，政策只是一種強(qiáng)制性的手段，只能通過(guò)嚴(yán)厲政策緩解焚燒秸稈的狀況，并沒(méi)有從根源上為秸稈謀求長(zhǎng)久發(fā)展的綜合利用方式。農(nóng)戶不了解秸稈資源的用途，加上為了省時(shí)和省力，而采用焚燒方式處理，從而使得政府政策得不到有效的發(fā)揮，造成了政府的失靈。

二是嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并打造知名品牌。提高產(chǎn)品科技含量，發(fā)展農(nóng)業(yè)科技，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的培訓(xùn)力度，提高生產(chǎn)效率，增加農(nóng)產(chǎn)品附加值，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)架構(gòu)；三是通過(guò)多種途徑提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的品牌意識(shí)，使規(guī)范生產(chǎn)變?yōu)槌Ｒ?guī)操作，在根源上保障產(chǎn)品質(zhì)量，并且要加強(qiáng)品牌保護(hù)意識(shí)，對(duì)假冒產(chǎn)品予以打擊。

本文首先闡述CCOS技術(shù)的原理及發(fā)展過(guò)程及CCOS技術(shù)的研究情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隨后對(duì)幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究成果及現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，最后對(duì)CCOS技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

(1) 面向AUV海底起伏地形跟蹤任務(wù)的需求，本文中結(jié)合預(yù)設(shè)性能與時(shí)變視線角制導(dǎo)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種預(yù)設(shè)性能制導(dǎo)律，在確保系統(tǒng)誤差收斂的同時(shí)還兼顧了瞬態(tài)跟蹤性能，有利于提升AUV在海底起伏地形跟蹤控制的航行安全.

(2) 針對(duì)執(zhí)行器由于物理性能約束所固有的時(shí)滯特性，本文基于徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和時(shí)滯動(dòng)力學(xué)模型方程設(shè)計(jì)了一種魯棒時(shí)滯控制器，避免了未考慮時(shí)滯特性導(dǎo)致實(shí)艇算法移植穩(wěn)定性下降的問(wèn)題，使其更符合航行控制需求.

1 控制對(duì)象模型建立

欠驅(qū)動(dòng)AUV在深度面的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)學(xué)模型如下所示：

(1)

式中：，分別為定義在慣性坐標(biāo)系{}上的深度面前向和垂向位置；，分別為隨體坐標(biāo)系{}上的前向、垂向速度；為AUV縱傾角；為俯仰角速度.如圖1所示，本文的控制目標(biāo)旨在使得AUV在執(zhí)行海底地形跟蹤探測(cè)任務(wù)時(shí)，可跟蹤至由環(huán)境感知信息所規(guī)劃得出的深度面期望目標(biāo)軌跡()上，為路徑參數(shù)，同時(shí)全過(guò)程中跟蹤誤差一直處于預(yù)先設(shè)定的界限內(nèi)本文中在路徑上定義一虛擬點(diǎn)=[()()]用以引導(dǎo)AUV向目標(biāo)趨近. 以虛擬點(diǎn)為原點(diǎn)，進(jìn)一步可定義Serret-Frenet坐標(biāo)系{SF}，其軸方向虛擬點(diǎn)合速度方向平行，軸方向由右手螺旋規(guī)則確定.隨后，AUV與虛擬點(diǎn)在Serret-Frenet坐標(biāo)系的跟蹤誤差可定義為

(2)

式中：為虛擬點(diǎn)的潛伏角.進(jìn)一步，其運(yùn)動(dòng)誤差動(dòng)態(tài)可作如下表達(dá)：

(3)

具有時(shí)滯特性的動(dòng)力學(xué)模型可以作如下表述：

(4)

式中：為舵角增益；為舵機(jī)時(shí)滯系數(shù)；為考慮時(shí)滯的真實(shí)舵角； 為舵角指令；為水動(dòng)力函數(shù)，具體定義如下：

=(--+ +

+||||+||||-

(5)

微課視頻的內(nèi)容要強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的重難點(diǎn)，對(duì)實(shí)踐部分要強(qiáng)調(diào)過(guò)程、注重細(xì)節(jié)；在平臺(tái)建設(shè)方面構(gòu)建學(xué)習(xí)平臺(tái)并上傳學(xué)習(xí)資源；在知識(shí)儲(chǔ)備方面，熟悉教學(xué)內(nèi)容，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題；在策略制定方面，教師制定教學(xué)策略，對(duì)教師的知識(shí)儲(chǔ)備能力要求較高。

因本文中所研究的問(wèn)題為路徑跟蹤問(wèn)題，對(duì)AUV到達(dá)路徑時(shí)間無(wú)明確要求，因而對(duì)前向速度控制無(wú)特殊要求.此外，為確保AUV的續(xù)航性，執(zhí)行任務(wù)時(shí)往往以經(jīng)濟(jì)航速前行，同時(shí)前向速度通常具有單獨(dú)控制系統(tǒng)，穩(wěn)定航行波動(dòng)較小，因而本文中作出上述假設(shè).

2 控制器設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人深度面路徑跟蹤目標(biāo)，本文分別從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)入手進(jìn)行控制器設(shè)計(jì).首先，基于預(yù)設(shè)性能函數(shù)進(jìn)行誤差轉(zhuǎn)換，隨后在轉(zhuǎn)換系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)相應(yīng)的虛擬點(diǎn)速度及預(yù)設(shè)性能制導(dǎo)律用以引導(dǎo)水下機(jī)器人趨近目標(biāo)路徑.同時(shí)，考慮系統(tǒng)所存在時(shí)滯特性，為確保水下機(jī)器人可與參考輸入姿態(tài)同步，基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBFNN)和自適應(yīng)技術(shù)設(shè)計(jì)了魯棒動(dòng)力學(xué)控制器，具體控制框圖如圖2所示.

2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)

預(yù)設(shè)性能控制技術(shù)由Bechlioulis等于2008年提出，其本質(zhì)是通過(guò)預(yù)設(shè)性能誤差轉(zhuǎn)換將具有受限誤差的原始系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為一新系統(tǒng).通過(guò)設(shè)計(jì)控制器鎮(zhèn)定這一系統(tǒng)，可確保誤差全過(guò)程處于給定界限內(nèi).本文中所給定預(yù)設(shè)性能誤差范圍如下：

-,<<,

(6)

式中：=,；,，,分別為預(yù)設(shè)性能上下界限,()=(0-∞)e-+∞，,()=(0-∞)e-+∞均為航行安全性能函數(shù)，分別代表了對(duì)應(yīng)自由度的性能上下限；*0,*∞,*為待設(shè)定正常數(shù)可見(jiàn)性能函數(shù)是一個(gè)初值為*0，以指數(shù)速率e-*向預(yù)設(shè)終值*∞收斂的函數(shù)，*0規(guī)定了初始誤差界限，*∞確定了穩(wěn)態(tài)階段可允許的最大靜差，*決定了收斂速度.

顯然性能函數(shù)會(huì)從初值*0以指數(shù)速度趨近于*∞，這一收斂速度也是系統(tǒng)誤差收斂速度的下界，*∞是系統(tǒng)誤差在穩(wěn)態(tài)階段的上界，適當(dāng)選取這一參數(shù)使得其小于目標(biāo)路徑與海底的深度差，可對(duì)航行安全起到保障作用此外，為確保預(yù)設(shè)性能界限不被違背，的選取必須確保>|(0)|鑒于參數(shù)*0，*∞，*可根據(jù)期望性能約束進(jìn)行預(yù)先設(shè)置，因而可通過(guò)選取合適的*0使>|(0)|得以滿足.

為后續(xù)預(yù)設(shè)性能控制技術(shù)實(shí)施，引入如下預(yù)設(shè)性能函數(shù)：

(7)

基于預(yù)設(shè)性能函數(shù)可將原始路徑跟蹤系統(tǒng)的誤差方程重構(gòu)為如下新系統(tǒng)：

“陰陽(yáng)水”要少喝。所謂的“陰陽(yáng)水”多指生水（礦泉水、自來(lái)水等）和開(kāi)水混合成的水，日常飲水機(jī)中經(jīng)過(guò)凈化的水，混合起來(lái)對(duì)身體無(wú)礙，但除此之外的自來(lái)水、井水等生水則不可取。

(8)

(9)

為簡(jiǎn)化控制器設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)捷，便于實(shí)艇移植驗(yàn)證，本文中令,=,=,=,==(-)- +由于這是由控制工程師預(yù)設(shè)的性能界限，通過(guò)調(diào)整參數(shù)*0、*∞、*即可實(shí)現(xiàn)這一要求.

(10)

求導(dǎo)可得：

航行過(guò)程中AUV的速度以經(jīng)濟(jì)航速穩(wěn)定航行.

1831年世界上最偉大的精神哲學(xué)家黑格爾停止了他的“精神探索”。黑格爾把勞動(dòng)看作人的本質(zhì)，把人的自我創(chuàng)造看作一個(gè)過(guò)程，一定程度上看到了人的活動(dòng)對(duì)于歷史發(fā)展的作用，但是在黑格爾那里，勞動(dòng)只是人的精神活動(dòng)，是絕對(duì)精神的外化表現(xiàn)，“他——（只是）在抽象的范圍內(nèi)——把勞動(dòng)看作人的自我創(chuàng)造的活動(dòng)”［2］128，“人的勞動(dòng)”被“絕對(duì)精神”無(wú)情地窒息了。然而，在黑格爾之后，“現(xiàn)實(shí)的人”不僅沒(méi)有從黑格爾的“絕對(duì)觀念”中解放出來(lái)，反而重新陷入了“自我意識(shí)”和“感性直觀”的泥淖之中。

[(-sin+)+]+

(11)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，金屬連接領(lǐng)域也需不斷地創(chuàng)新，如汽車整車制造行業(yè)、汽車零部件制造行業(yè)、電動(dòng)機(jī)制造行業(yè)、低壓電氣制造行業(yè)、壓縮機(jī)制造行業(yè)、家電制造行業(yè)及五金制造行業(yè)等都離不開(kāi)金屬連接技術(shù)，廣州亨龍智能裝備股份有限公司正是這樣一家致力于制造全系列的電阻焊機(jī)及金屬連接智能裝備的企業(yè)，不斷改進(jìn)與完善、開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，以節(jié)能環(huán)保為根基，促進(jìn)與國(guó)際的合作，為金屬連接技術(shù)做出巨大貢獻(xiàn)。

如果車輛行駛中屏幕突然變黑，收音機(jī)或者音樂(lè)的聲音也會(huì)中斷，過(guò)幾秒自己又會(huì)恢復(fù)正常，此故障一般是藍(lán)牙模塊引起的故障。檢查時(shí)可以拔出藍(lán)牙模塊的兩根光纖，手動(dòng)對(duì)接，如果系統(tǒng)正常了，就是藍(lán)牙模塊的問(wèn)題，解決方法有兩個(gè)：

-=-

(12)

=

在進(jìn)行旅游開(kāi)發(fā)之前，要先對(duì)市場(chǎng)做一個(gè)研究，對(duì)當(dāng)?shù)氐恼摺⑽幕?xí)俗等進(jìn)行了解。旅游開(kāi)發(fā)應(yīng)有分工明確的部門(mén)管理相應(yīng)的事務(wù)，如衛(wèi)生、消防、工商等部門(mén)。一些旅游開(kāi)發(fā)者沒(méi)有考慮這些問(wèn)題，盲目開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞和資源浪費(fèi)。對(duì)旅游市場(chǎng)不健全或沒(méi)有能力開(kāi)發(fā)的旅游地，應(yīng)停止開(kāi)發(fā)。

(13)

(14)

(15)

將式(11)代入式(12)～(15)，可化為

(16)

根據(jù)上式，可設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)控制律如下：

式中：和為待整定控制參數(shù).

(17)

(-)

(18)

=+cos

考慮到：

(19)

進(jìn)一步可得所跟蹤虛擬點(diǎn)的俯仰角速度為

(20)

若所設(shè)計(jì)的制導(dǎo)律是連續(xù)且非奇異的，則控制過(guò)程中AUV不會(huì)因參考俯仰角速度跳變而造成控制性能振蕩.證明如下：

式(18)中僅考慮-這一分母項(xiàng)，確實(shí)會(huì)在→出現(xiàn)奇異現(xiàn)象，但是由于在控制器設(shè)計(jì)中引入了sin-sin這一分子項(xiàng)可以避免這一問(wèn)題，此時(shí)，

(21)

由等價(jià)無(wú)窮小可知

進(jìn)而避免了奇異現(xiàn)象，確保了制導(dǎo)律的連續(xù)性和非奇異性.

2.2 動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)學(xué)層面給出了參考的俯仰角，若水下機(jī)器人姿態(tài)角可與參考角實(shí)時(shí)匹配，則會(huì)逐漸向目標(biāo)路徑收斂，且收斂過(guò)程中的誤差時(shí)刻處于預(yù)設(shè)的上下界內(nèi).為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，下一步將在動(dòng)力學(xué)層面設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制律.定義俯仰角跟蹤誤差為=-，選擇第2個(gè)李雅普諾夫函數(shù)：

(22)

對(duì)其求導(dǎo)可得：

(23)

結(jié)合其時(shí)滯動(dòng)力學(xué)模型的特性，利用線性化反饋技術(shù)可設(shè)計(jì)如下動(dòng)力學(xué)控制器：

1.1 試驗(yàn)材料 參試品種(系)3個(gè)，分別為自育新品種GZ66和GZ90，當(dāng)?shù)刂髟云贩NK326(CK)。肥料有煙草專用復(fù)合肥、鈣鎂磷肥、硝酸鉀、硫酸鉀等。

(24)

(25)

(26)

2.3 穩(wěn)定性分析

在假設(shè)1條件下，水下自主機(jī)器人系統(tǒng)式(4)在所設(shè)計(jì)虛擬點(diǎn)速度律式(17)、預(yù)設(shè)性能制導(dǎo)律式(18)和考慮時(shí)滯的魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器式(26)作用下，通過(guò)適當(dāng)選取參數(shù)可實(shí)現(xiàn)深度面路徑跟蹤需求，路徑跟蹤位姿誤差漸近穩(wěn)定收斂，并且深度和前向誤差時(shí)刻處于預(yù)設(shè)性能界限內(nèi).

選取最終的李雅普諾夫預(yù)選函數(shù)為

(27)

對(duì)其求導(dǎo)可得：

對(duì)于工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的編制和修訂，建設(shè)行政主管部門(mén)和行業(yè)協(xié)會(huì)要積極組織建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位進(jìn)行宣貫學(xué)習(xí)和技術(shù)培訓(xùn)。特別是設(shè)計(jì)單位，要更新觀念，積極進(jìn)行相關(guān)軟件的研發(fā)升級(jí)，將高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范納入到工程實(shí)踐中。

(28)

代入所設(shè)計(jì)的制導(dǎo)律及控制律可得：

同時(shí)，注意到：

(29)

代入所設(shè)計(jì)自適應(yīng)律可得：

(30)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)法與其他法律最大的不同點(diǎn)就是其對(duì)全國(guó)所有體系進(jìn)行要求，其有權(quán)對(duì)所有對(duì)社會(huì)利益造成危害的體系問(wèn)責(zé)。經(jīng)濟(jì)法以社會(huì)利益為保護(hù)主體，明確落實(shí)問(wèn)責(zé)制度，規(guī)定任何個(gè)體、組織不管出于何種目的都不能損害我國(guó)經(jīng)濟(jì)，給社會(huì)各個(gè)階層敲響保護(hù)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的警鐘。監(jiān)督所有個(gè)群體組織，促使其保護(hù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)。

3 仿真研究

為驗(yàn)證本文中所提出控制算法的有效性，利用REMUS自主水下機(jī)器人作為研究對(duì)象開(kāi)展仿真試驗(yàn)，其模型參數(shù)如表1所示.仿真中施加時(shí)變海流干擾，其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為=0005，=1+01sin 025

仿真過(guò)程中令機(jī)器人跟蹤一深度面變深路徑，用以模擬水下機(jī)器人起伏地形航行.同時(shí)為更好地測(cè)試所提控制器性能，令機(jī)器人從兩個(gè)不同初始位姿出發(fā)，形成兩個(gè)仿真案例，對(duì)應(yīng)初始狀態(tài)分別為：案例1 [(0)(0)(0)]=[-10 m 12 m 0°]，案例2 [(0)(0)(0)]=[-10 m 28 m 0°].機(jī)器人速度的初始狀態(tài)為 [(0)(0)(0)]=[1.5 m/s 0 m/s 0 m/s]，穩(wěn)定航行前向速度為1.5 m/s.同時(shí)，考慮到為保證舵的響應(yīng)和對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的保護(hù)，工程實(shí)踐中一般將水下機(jī)器人舵角限幅在30° 以內(nèi)，因此本仿真將實(shí)際執(zhí)行器機(jī)構(gòu)飽和限幅為30°.控制器設(shè)計(jì)參數(shù)選取為=1,=1,=05,=0005,=2,=15預(yù)設(shè)性能參數(shù)為=125,=125,=01

仿真結(jié)果如圖3～8所示.同時(shí)，為更好地評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)控制器的表現(xiàn)，本文中采用下式計(jì)算控制性能指標(biāo)：

(31)

式中：和分別為開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間；MAE為前向通道的平均絕對(duì)誤差；MAE為垂向通道的平均絕對(duì)誤差，用以衡量控制器的響應(yīng)能力；MIA為平均積分絕對(duì)值，可用于測(cè)量控制輸入所帶來(lái)的消耗；MTV為平均變化絕對(duì)值，可用于評(píng)價(jià)控制舵角的平滑性.

由圖3可以看出，所設(shè)計(jì)的控制器會(huì)趨使水下機(jī)器人迅速向目標(biāo)路徑收斂，且即使在不同初始狀態(tài)一樣可起到作用.各自由度的具體誤差曲線在圖4中給出，可見(jiàn)誤差時(shí)刻處于所限定的性能區(qū)域內(nèi)，進(jìn)一步證實(shí)了預(yù)設(shè)性能策略的有效性.此外，由圖4和表2可以看出，得益于預(yù)設(shè)性能控制技術(shù)對(duì)收斂速度下界的約束，可以實(shí)現(xiàn)誤差的快速收斂.圖5刻畫(huà)了系統(tǒng)的潛伏角誤差跟蹤曲線，顯然水下機(jī)器人經(jīng)過(guò)短暫調(diào)整后潛伏角跟蹤誤差會(huì)趨近于0°.由圖6和圖7可以看出，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的時(shí)滯遲特性，真實(shí)舵角需要延遲幾個(gè)周期才可達(dá)到所給控制指令，但即使是在這種情況下，所設(shè)計(jì)的時(shí)滯控制器仍可保證路徑跟蹤控制的效果.此外，結(jié)合表2中的MIA及MTV指標(biāo)可以看出，除了初期的誤差較大時(shí)控制舵角會(huì)有較大波動(dòng)外，其總體的能量較小、信號(hào)較為平滑.圖8給出了速度時(shí)歷曲線，在前期收斂過(guò)程由于水下機(jī)器人姿態(tài)有較大變化，相應(yīng)垂向速度和俯仰速度略有波動(dòng)， 但在抵達(dá)路徑后速度僅跟隨周期性路徑而平穩(wěn)變化.

我終于明白了，為什么莫言先生念念不忘山東高密東北鄉(xiāng)那一片片高粱，為什么?？思{寫(xiě)的故事都發(fā)生在約克納帕塔法這個(gè)地方，為什么賈樟柯電影里的人物都說(shuō)著山西話。我也隱約明白了，西楚霸王項(xiàng)羽，臨終前為何說(shuō)無(wú)顏見(jiàn)江東父老。

由式(30)計(jì)算得到的性能參數(shù)如表2所示.表中(=,)為到達(dá)時(shí)間, 即系統(tǒng)誤差收斂至小于0.1 m的時(shí)間，用于表征誤差收斂的快速性.

4 結(jié)語(yǔ)

考慮執(zhí)行器固有時(shí)滯特性，為實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人近海底起伏地形航行作業(yè)過(guò)程中的路徑跟蹤，本研究引入預(yù)設(shè)性能控制技術(shù)以確保前向跟蹤及垂向跟蹤精度可時(shí)刻處于設(shè)定范圍內(nèi). 在運(yùn)動(dòng)學(xué)階段設(shè)計(jì)了虛擬點(diǎn)速度律以及預(yù)設(shè)制導(dǎo)律用以引導(dǎo)機(jī)器人在兼顧瞬態(tài)性能的前提下趨向目標(biāo)路徑.隨后，為確保水下機(jī)器人可達(dá)到參考輸入姿態(tài)角，在動(dòng)力學(xué)階段基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及自適應(yīng)技術(shù)設(shè)計(jì)了魯棒時(shí)滯動(dòng)力學(xué)控制器，達(dá)到期望的路徑跟蹤性能.最后，通過(guò)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了閉環(huán)系統(tǒng)中信號(hào)的有界性.仿真結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了所設(shè)計(jì)控制器可確保水下機(jī)器人完成起伏地形下的路徑跟蹤任務(wù)，同時(shí)跟蹤誤差時(shí)刻處于預(yù)設(shè)性能范圍之內(nèi)，有利于提高航行安全性能.