1.1国内研究现状

我国在无人水下航行器领域的研究较世界其他发达国家起步较晚，但目前也取得了显著的研究成果。由于我国对海工领域研究的逐步重视，自20世纪90年代起，哈尔滨工程大学、上海交通大学、中国海洋大学、中船重工702, 705,710, 715等研究所陆续展开了无人水下航行器的相关理论研究与实际制造。

沈阳自动化研究所研制的“CR-01”和“CR-02”可下潜水下6000米，并多次在科研任务中取得了优异的成绩;上海交通大学水下工程研究所自主研发的“海龙”号可实现3500米深水作业，2018年4月“海龙11000”现设计深度己达到11000米，已通过2000米海试并会与“大洋一号”远洋科考船执行科考任务;哈尔滨工程大学与中船重工702研究所、中船重工709研究所及华中科技大学联合研制的“智水”系列军用机器人;西北工业大学研制的50公斤级水下无人航行器已通过100米海试。

1.2国外研究现状

自上世纪七十年代以来，各种功能的水下机器人定位与控制技术研究均获得了显著的成绩，随着水下机器人功能的强大及应用范围的推广，其在各国海洋开发高新技术领域的地位日渐提高，因此也得到了国内外的重视。目前，各主要发达国家均已投入大量资金支持水下机器人的开发与研制，包括中、美、日、韩及部分西欧国家。其中，美国、葡萄牙、日本对水下机器人的研究较为深入，并在全球水下机器人研发领域暂处领先地位。

具体而言，日本东京大学研制的“PETROA250”己成功完成6000米深海试，续航可达2小时;俄罗斯Indel-Partner公司“Super GNOM2”可下潜250米;挪威Kongsberg研制的“HUGIN”可实现水下1000-6000米作业，续航时间可达100小时;美国Woods Hole海洋研究所研制的“REMUS”可实现最深6000米水下作业，并多次协助反水雷、飞机失事救援及航道调查任务。

1.3 水下机器人航迹跟踪控制研究现状

ROV在水下空间的运动模型是非线性、强耦合且有可变参量的五自由度不确定，而且在实际应用过程中存在流体的不确定扰动，故给控制系统的设计带来较大困难。自上世纪七十年代起，水下机器人水下空间航迹跟踪控制问题己经得到越来越多的关注。随着现代控制理论的发展，已有越来越多先进的控制理论在航迹跟踪控制领域逐步应用。目前在无人水下航行器航迹跟踪控制策略中主要采用的控制方法有:PID控制、反步控制、滑模控制、神经网络控制等。

(1)PID控制

传统的PID控制是历史最悠久、应用最广泛且实用性最强的控制算法。经过多年的深入研究与优化，己达到了较为成熟的地步，且在工业生产中PID控制算法占85%-90%o PID控制算法原理简单、使用方便、适用性与鲁棒性较高且控制算法对模型依赖较低，在控制领域占据着半壁江山。但考虑到水下机器人模型特性及水下环境干扰情况，传统PID控制策略存在自身的不足。