論文の概要: Fixed-time control with prescribed performance for path following of underwater gliders
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20748v1
- Date: Tue, 23 Dec 2025 20:11:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.488863
- Title: Fixed-time control with prescribed performance for path following of underwater gliders
- Title（参考訳）: 水中グライダーの経路追従に対する所定の性能を有する固定時間制御
- Abstract要約: 本稿では,水中グライダーの3次元経路に対する所定時間性能制御方式を提案する。
主な貢献は、有限時間性能関数を固定時間制御フレームワークに統合することである。
2つ目の重要な貢献は、固定時間スライディングモード外乱オブザーバの開発である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3149034455953847
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Underwater gliders are increasingly deployed in challenging missions - such as hurricane-season observations and long-endurance environmental monitoring - where strong currents and turbulence pose significant risks to navigation safety. To address these practical challenges, this paper presents a fixed-time prescribed performance control scheme for the 3D path following of underwater gliders subject to model uncertainties and environmental disturbances. The primary contribution is the integration of a finite-time performance function within a fixed-time control framework. This synthesis ensures that the tracking errors are constrained within prescribed performance bounds and converge to a compact set within a fixed time, independent of initial conditions. A second key contribution is the development of a fixed-time sliding mode disturbance observer that provides accurate finite-time estimation of lumped disturbances, enhancing the system's robustness. Integrated with an iLOS guidance law, the proposed controller enables precise and safe waypoint following. Numerical simulations demonstrate that the proposed method outperforms conventional sliding mode and prescribed performance controllers in tracking accuracy, convergence speed, and control effort smoothness, validating its efficacy for robust underwater navigation.
- Abstract（参考訳）: 水中グライダーは、ハリケーン・シーズン観測や長期環境監視といった困難な任務にますます投入されており、強い潮流と乱流が航行安全に重大なリスクをもたらす。
これらの課題に対処するために, モデル不確実性および環境障害を考慮した水中グライダーの3次元経路に対する定時間所定の性能制御方式を提案する。
主な貢献は、有限時間性能関数を固定時間制御フレームワークに統合することである。
この合成により、トラッキングエラーが所定の性能境界内で制約され、初期条件によらず一定時間内にコンパクトな集合に収束することが保証される。
2つ目の重要な貢献は、固定時間スライディングモード外乱オブザーバの開発である。
iLOS誘導法則と統合され、提案した制御器は正確かつ安全な経路追従を可能にする。
数値シミュレーションにより,提案手法は従来のスライディングモードと所定の性能制御器よりも精度,収束速度,制御作業のスムーズさを向上し,ロバストな水中航行の有効性を検証した。
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