综述:仿生水下航行器运动控制方法综述与分析
《Electronics》:A Comprehensive Review of Control Methods for Bio-Inspired Autonomous Underwater Vehicles
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时间:2026年09月26日
来源:Electronics 2.9
摘要
仿生水下航行器(BUVs)是一类不断发展的自主水下系统,通过模仿水生动物的运动机制来实现高机动性、低声信号和节能推进。然而,由于其高度非线性动力学特性、强烈的流体-结构相互作用以及推进与航行器运动之间的紧密耦合,其运动控制仍然具有挑战性。本文综述了多种控制方法,包括经典控制、鲁棒与自适应控制、最优控制、模糊逻辑控制、仿生控制以及基于学习的控制技术等。综述的上述方法从鲁棒性、计算复杂度、推进与驱动特性、结构柔性、验证程度以及适用于不同仿生架构的适配性等方面进行了比较分析。分析表明,随着成熟的基于模型的控制方法的应用,仿生和基于学习的方法的占比正在逐步增加。本综述还指出了若干重要的研究空白,包括所提出控制器的实验验证有限、控制器参数整定过程报告不足以及缺乏标准化的基准测试方法等。本综述为根据航行器架构、任务需求和计算约束选择合适的控制策略提供了实用指南,同时展望了未来研究的方向。
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