基于非线性干扰观测器的UUV反演滑模深度控制

针对水下无人航行器（UUV）在浅水海洋环境下的悬停作业需求，提出一种基于非线性干扰观测器的 UUV 反演滑模深度控制算法。首先，根据全驱动 UUV 的悬停运动特性，建立五自由度及解耦的垂荡通道动力学模型。然后，采用非线性干扰观测器（NDO）对时变海浪扰动与模型的不确定进行有效估计，并证明了 NDO 的指数收敛特性。根据 UUV 的标称模型及 NDO 对扰动状态的估计，采用反演思路，设计了反演滑模控制器。通过引入双曲正切函数取代不连续切换函数，改进滑模趋近律，进而降低滑模的抖振效应。根据 Lyapunov 理论证明了系统的稳定性。最后，通过仿真实验验证了该控制算法的有效性与优越性。

Nonlinear Disturbance Observer Based Backstepping Sliding Mode Depth Control for UUVs