0 引言

1. 介绍了欠驱动自主水下航行器的应用场景和轨迹跟踪控制的重要性。

2. 讨论了当前控制方法在自主水下航行器运动过程中的局限性。

3. 针对自主水下航行器模型参数的不确定性，提出了一种基于全局自适应神经网络控制的方法。

4. 介绍了几种基于神经网络控制策略和滑模控制技术的轨迹跟踪控制方法。

5. 提出了应用事件触发控制机制实现自主水下航行器轨迹跟踪控制的方法，并设计了一种具有事件触发机制的滑模控制器。

6. 重点讨论了该控制算法如何解决控制器持续动作的问题，并减少控制器更新次数。

7. 创新点在于采用积分切换函数设计滑模控制器，减少使用符号函数设计方法引起的抖振问题。

1 欠驱动自主水下航行器模型

1. 介绍了欠驱动自主水下航行器模型，并详细阐述了其水平面运动学方程的表达式。

2. 讨论了当欠驱动自主水下航行器的重心与浮力中心重合时，动力学方程的简化形式，并给出了相应的参数表示。

3. 考虑了参数摄动的情况，给出了参数扰动的上限，并分析了其对系统性能的影响。

2 控制器设计

欠驱动自主水下航行器轨迹跟踪控制中的控制器设计问题。首先，基于欠驱动自主水下航行器的运动学模型，推导出了位置误差方程和偏航角误差方程。接着，针对这些问题，设计了一种基于滑模技术的动态控制器，并在此基础上引入了事件触发控制机制，构建了固定阈值事件触发控制器。最后，采用固定阈值事件触发控制方法设计了浪涌控制系统和偏航控制系统的事件触发控制器。通过设计Lyapunov函数和推导相关定理，证明了系统能够实现渐进稳定，并避免出现Zeno现象。重点内容包括欠驱动自主水下航行器运动学模型、基于滑模技术的动态控制器、事件触发控制机制、浪涌控制系统和偏航控制系统的事件触发控制器、系统渐进稳定性的证明以及避免Zeno现象的方法。

3 仿真结果与分析

基于事件触发机制的水下航行器轨迹跟踪控制方法的有效性。通过仿真实验验证了欠驱动自主水下航行器可以精确跟踪期望轨迹，并且使用了固定阈值事件触发控制器来保证系统的跟踪效果。实验结果显示位置误差保持在一定范围内并快速收敛至零，虚拟控制变量误差较小，控制律在两个相邻的触发时刻保持不变，且触发次数较多。此外，该方法还可以减少控制器的更新次数，降低执行器损耗。

4 结语

本文提出的基于事件触发机制的水下航行器轨迹跟踪控制方法，针对自主水下航行器水平轨迹跟踪问题，构建了固定阈值事件触发控制器，证明了欠驱动自主水下航行器可跟踪期望轨迹进行航行，且具有较好的应用前景。实验表明，系统控制输入是波动的，在控制信号波动率较快时触发事件更密集。未来将研究动态事件触发机制和三维轨迹跟踪控制，以应对复杂和不确定的环境，并根据任务需求进行快速调整。