第6期 郝阳，等：基于切换模糊化的滑模变结构AUV姿态控制 .535. 0.09N 3.2模型不确定系统仿真 0.0 通过对式(2)、(3)所示AUV下限系统和上限 系统进行仿真，论证本文提出方法针对时变和参数 0.05 不确定系统具有较强的鲁棒性， 0.03 标称系统、上限系统和下限系统的深度响应曲 0.01 线和纵摇响应曲线如图9和图10所示，可以看到尽 0.0 0 5 105 202530 管模型参数有较大变化，但控制效果基本没有变化 图5滑模变结构控制的纵摇响应 标称系统、上限系统和下限系统的舵角响应曲线如 Fig.5 Pitching response curve of sliding mode control 图11所示，可以看到舵角幅值随模型参数变化放大 0.09% 或缩小，但都在舵机所能承受的范围之内。 0.6 0.07 标称系统 0.5 0.05 下限系统 0.4 …上限系统 0.03 0.2 0.0 0.1 0.01 0 0 5 1015202530 t/s 0.10 1015202530 图6切换模糊化的滑模变结构控制的纵摇响应 t/s Fig.6 Pitching response curve of sliding mode 图93个系统模型的深度响应 control based on fuzzy switching Fig.9 Depth response curve of 3 models 0.8 0.6 0.09 0.4 标称系统 0.07 0.2 下限系统 0 0.05 …上限系统 0.2 0.03 -0.4 系 0.0 -0.6 5 1015202530 t/s 0.010 1015202530 t/s 图7滑模变结构控制的舵角响应 Fig.7 Pitching response curve of sliding mode control 图103个系统模型的纵摇响应 Fig.10 Pitching response curve of 3 models 0.4 0.5r 0.4 标称系统 0.3 0.3 下限系统 0.2 0.2 …上限系统 0.1 0 0 -0.1 0.2 -0.2 -0.3 -0.3 -0.4 -0.4 0 1015202530 0 51015 202530 5 t/s tis 图113个系统模型的舵角响应 图8切换模糊化的滑模控制器的舵角响应 Fig.11 Rudder response curve of 3 models Fig.8 Rudder response curve of sliding mode control图 ５ 滑模变结构控制的纵摇响应 Ｆｉｇ．５ Ｐｉｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ 图 ６ 切换模糊化的滑模变结构控制的纵摇响应 Ｆｉｇ． ６ Ｐｉｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｕｚｚｙ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ 图 ７ 滑模变结构控制的舵角响应 Ｆｉｇ．７ Ｐｉｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ 图 ８ 切换模糊化的滑模控制器的舵角响应 Ｆｉｇ．８ Ｒｕｄｄｅｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ３．２ 模型不确定系统仿真 通过对式（２）、（３）所示 ＡＵＶ 下限系统和上限 系统进行仿真，论证本文提出方法针对时变和参数 不确定系统具有较强的鲁棒性． 标称系统、上限系统和下限系统的深度响应曲 线和纵摇响应曲线如图 ９ 和图 １０ 所示，可以看到尽 管模型参数有较大变化，但控制效果基本没有变化． 标称系统、上限系统和下限系统的舵角响应曲线如 图 １１ 所示，可以看到舵角幅值随模型参数变化放大 或缩小，但都在舵机所能承受的范围之内． 图 ９ ３ 个系统模型的深度响应 Ｆｉｇ．９ Ｄｅｐｔｈ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ３ ｍｏｄｅｌｓ 图 １０ ３ 个系统模型的纵摇响应 Ｆｉｇ．１０ Ｐｉｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ３ ｍｏｄｅｌｓ 图 １１ ３ 个系统模型的舵角响应 Ｆｉｇ．１１ Ｒｕｄｄｅｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ３ ｍｏｄｅｌｓ 第 ６ 期 郝阳，等：基于切换模糊化的滑模变结构 ＡＵＶ 姿态控制 ·５３５·