为了完成协同运动，跟随者航行器必须具有良好的姿态和位置控制能力。我们首先进行了深度闭环和俯仰闭环试验。航行器的运动控制采用了PID控制方法进行控制，深度控制、俯仰控制与航向控制的控制参数列于表10-9中。

表10-9　航行器运动控制参数

首先令航行器从水面下潜至1 m处，检验航行器的深度和俯仰控制能力。深度和俯仰角曲线如图10-28所示。

图10-28　定深1 m控制过程深度及俯仰角曲线

从图10-28中能够看出，深度控制能够控制航行器在5 s内下潜至1 m处，并且能够在10 s内将稳定在设定值周围。同时，俯仰角没有发生大的变化，只是随着垂推推力的变化而小幅震荡，震荡幅度不足1°，控制效果令人满意。(www.daowen.com)

此外，AUV应当能够抵抗垂直方向上的水流等干扰力。当遇到这些扰动时，控制律应当快速地使AUV回归设定值。当深度稳定在1 m后，对其进行两次扰动，其深度和俯仰角变化曲线如图10-29所示。

图10-29　扰动下深度和俯仰变化曲线

第一次扰动主要影响了深度，在扰动下，深度达到了1．28 m，而后经过9．4 s后深度回归设定值。第二次扰动不仅影响了深度，也影响了俯仰角，扰动作用结束后，深度达到了1．19 m，俯仰角达到－9．308°。7．3 s后深度值归于稳态，又过15．1 s后俯仰角回归稳态值。以上结果说明，AUV对于扰动的抵抗性能够满足协同运动任务的要求。

航向角闭环控制在协同运动任务中同样十分重要。我们使航行器的目标航向逆时针转过97°，以此说明航向角闭环控制律的性能。此外，我们也对偏航角加入了扰动，检验航向角闭环控制律的扰动抗性。二者的航向角曲线如图10-30所示，可以看出，控制律能够使AUV在14．8 s内转过97°并稳定，当受到干扰时，也能够快速恢复到设定值。由此可见，航向角闭环的控制效果和精度能够满足协同运动任务的需求。

图10-30　航向闭环及受到干扰时的控制过程