Path Following of an Underactuated Autonomous Underwater Vehicle Using Backstepping and Disturbance Observer-Based Sliding Mode Control

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:

In this paper, a new hierarchical robust nonlinear control scheme is designed for the horizontal plane path following control problem of an underactuated autonomous underwater vehicle in the presence of the model uncertainties and fast time varying external disturbances. At first, the path following error model is established based on virtual guidance method. Then, the controller design starts at a kinematic level and evolves to a dynamic setting, building on the kinematic controller derived, using backstepping technique and a disturbance observer-based sliding mode control, respectively. A Lyapunov-based stability analysis proves that all the signals are ultimately bounded and path following errors converge to an arbitrarily small neighborhood of the origin. Following achievements are highlighted in this paper: (I) in order to simplify the control design, the derivative of the virtual control is estimated by the disturbance observer which avoids explosion of complexity without common filtering techniques; (II) the proposed controller can be easily implemented with no information of the bounds on the parameter uncertainties and external disturbances in a continuously changing environment. Furthermore, computer simulations have shown that the overall closed-loop system achieves a good path following performance which proves the feasibility and good robustness of the proposed control law.

Language:
English
Published:
Journal of Modeling and Simulation, Volume:53 Issue: 2, Summer-Autumn 2021
Pages:
179 to 196
https://www.magiran.com/p2438473  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با ثبت ایمیلتان و پرداخت حق اشتراک سالانه به مبلغ 1,390,000ريال، بلافاصله متن این مقاله را دریافت کنید.اعتبار دانلود 70 مقاله نیز در حساب کاربری شما لحاظ خواهد شد.

پرداخت حق اشتراک به معنای پذیرش "شرایط خدمات" پایگاه مگیران از سوی شماست.

اگر مقاله ای از شما در مگیران نمایه شده، برای استفاده از اعتبار اهدایی سامانه نویسندگان با ایمیل منتشرشده ثبت نام کنید. ثبت نام

اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!