一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备

本申请属于控制技术领域，公开了一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备，所述方法包括：构建包含水面三维几何拓扑信息与水流场矢量信息的动态多模态环境地图；根据动态多模态环境地图，采用嵌入水流动力学方程约束的改进量子粒子群优化算法进行全局路径规划，并对规划得到的全局路径进行平滑参数化处理，生成参考轨迹；根据水流场矢量信息，基于流固耦合动力学模型预测流场扰动，并利用扩张状态观测器估计系统残差扰动，结合生成前馈控制量；根据实时的水流场流速与轨迹跟踪误差，自适应切换非线性模型预测控制器与自适应滑模控制器，结合前馈控制量，生成控制指令以驱动水面机器人跟踪参考轨迹；从而实现了高精度轨迹跟踪控制。