Vertical obstacle avoidance control for autonomous underwater vehicle

Abstract

Подводная робототехника является одной из новейших областей развития автоматизированных робототехнических комплексов. В последние годы оснащенные широким спектром различных датчиков необитаемые подводные аппараты (НПА), именуемые в зарубежных публикациях термином «Autonomous underwater vehicle» (AUV), широко используются для решения широкого спектра задач. Однако система датчиков (в том числе сонаров) НПА зачастую имеет дело с неизвестной и плохо структурированной окружающей средой, обуславливающей необходимость применения специализированных средств и алгоритмов синтеза управления. В частности, особенно актуальной представляется проблема синтеза законов управления автономным подводным аппаратом в вертикальной плоскости с целью обхода препятствий и поддержания заданного расстояния до дна. В рамках настоящей работы на примере НПА «REMUS 100» производится синтез многоцелевых комплексов управления, рассматриваются особенности различных подходов к решению актуальных задач и производится компьютерное моделирование нелинейных систем.

Underwater robotics is one of the newest areas in the development of automated robotic systems. In recent years, unmanned underwater vehicles equipped with a wide range of different sensors have been widely used to solve a wide range of tasks. However, the system of sensors (including sonars) of the AUV often deals with an unknown and poorly structured environment, which necessitates the use of specialized tools and control synthesis algorithms. In particular, the problem of synthesizing the laws of control of an autonomous underwater vehicle in the vertical plane with the aim of avoiding obstacles and maintaining a given distance to the bottom seems to be especially urgent. Within the framework of this work, using the example of the REMUS 100, the synthesis of multipurpose control complexes is carried out, the features of various approaches to solving urgent problems are considered, and computer modeling of nonlinear plants is performed.