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作者：乔文超1，聂伟民1，杜选民1，周胜增1，温斌荣2
单位：1．上海船舶电子设备研究所，上海 201108；2．上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240
摘 要：针对水下搜救、水下集群作业等场合对负载能力、响应速度和多体协同的特殊要求，提出一种子母式自主水下航行器（AUV）概念。针对子母式AUV中的子AUV平台进行投放过程设计与分析，并对不同运动模式下的子AUV进行受力分析和建模。根据子AUV运动特性设计一套基于模型预测控制-模型参考自适应控制算法（MPC-MRAC）的子AUV控制算法，并进行仿真。结果显示：该算法具有较快的响应速度和控制稳定性，适用于子AUV投放后的自主运动控制；其响应速度比反演滑模控制算法快42.48%，比比例积分微分（PID）控制算法快87.05%；控制精度比反演滑模控制算法高77.54%，比PID控制算法高76.19%。针对该系统设计制作样机并开展湖上试验，结果表明，子AUV控制算法具有良好的可行性和可靠性，可顺利实现子AUV投放后运行的安全可靠。子AUV在出舱后经过短时间姿态变化，成功与母AUV分离并顺利进行定深任务，最终达到近似等距分布的效果。研究成果可为用于子母式AUV投放的子AUV提供控制算法基础。
关键词：子母式AUV；载荷布放；模型参考自适应控制；姿态转换控制
基金项目：水声对抗技术重点实验室基础基金（JCKY2023207CH12）
作者简介：乔文超（1996—），男，硕士、工程师。研究方向：无人系统导航与控制
编 辑 | 寶戈
文章来源 | 《船舶工程》编辑部
