1.一种综合约束下水下无人艇的安全轨迹跟踪控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，建立等式约束下的水下无人艇动力学机理模型；

S2，建立不等式约束下的水下无人艇动力学机理模型；

S3，根据步骤S1和步骤S2，建立综合约束下，即等式约束和不等式约束下的水下无人艇动力学机理模型；

S4，基于Udwadia‑Kalaba理论，设计处理等式约束的伺服控制项；

S5，基于广义Udwadia‑Kalaba理论，设计处理不等式约束的广义控制项；

步骤S1具体包括如下步骤：S1.1，无约束条件下的动力学系统满足：                 （1）；

其中，  为动力学系统的惯性矩阵，为正整数， 表示动力学系统不受约束时受到的力， 为动力学系统的广义坐标， 为动力学系统的速度向量，为动力学系统的加速度向量，t表示时间；

S1.2，假设动力学系统受到公式（2）的约束：                  （2）；

其中， 表示第 个约束， 为正整数， 为动力学系统的第 个广义坐标， 为动力学系统的第个速度向量，对公式（2）进行微分处理，则得到等式约束的一阶和二阶矩阵形式： ；                            （3）；

其中， 为系数矩阵， ；表示一阶微分后的常数项，表示包含二阶微分后的一阶项和常数项；

S1.3，基于Udwadia‑Kalaba理论，求解等式约束力 ：                                   （4）；

式（4）中， 为名义部分控制力， 为处理动力学系统初始条件不相容问题的控制力；

S1.4，根据式（1）和（4），等式约束下的水下无人艇动力学机理模型为：                                     （5）；

步骤S2具体包括如下步骤：S2.1，假设动力学系统受到如公式（6）所示不等式的约束：                      （6）；

式（6）中， 为不等式约束的下界， 为不等式约束的上界， 为动力学系统在不等式约束下的实际状态，为正整数；

S2.2，求解不等式约束力 ：                               （7）；

式（7）中， 为 的广义逆，是设计控制项；

根据式（1）、（4）和（7），动力学系统的运动学方程表示为：             （8）；

根据式（7）有：

         （9）；

S2.3，为处理如公式（6）所示不等式的约束，进行微分同胚变换：                           （10）；

其中， 代表转换后的动力学系统状态向量， 为转换函数， 表示微分同胚变换过程；

S2.4，根据式（10），定义有界等式状态 ：                                      （11）；

式（11）中， ；

S2.5，对式（11）进行求导：                                       （12）；

S2.6，对式（12）进行求导，得到式（13）：  （13）；

式（13）中， ，

根据式（11）和（12），进一步定义矩阵 ，转换后的动力学系统 为：

（14）；

式（14）中， ， ；

步骤S4具体包括如下步骤：S4.1，针对如公式（5）所示的等式约束下的水下无人艇动力学机理模型，设计伺服控制项 ：                 （16）；

式（16）中， 为名义部分控制器， 为处理初始条件不相容的控制器；

S4.2，基于Udwadia‑Kalaba理论：       （17）；

式（17）中， ，对于给定的 和 ，式（3）至少存在一个解；

S4.3，为处理动力学系统初始条件不相容问题，设计 ：（18）；

式（18）中，为可调参数， 满秩， 为可调矩阵，为动力学系统的性能误差，用于衡量系统实际状态与理想状态之间的轨迹偏差：

        （19）；

步骤S5具体包括如下步骤：S5.1，根据式（14），得到：（20）；

式（20）中， ，控制矩阵渐进稳定，且满足Lyapunov方程：           （21）；

式（21）中，为给定的正定矩阵，当 为赫维茨矩阵时，方程解 存在且唯一；

令 ，根据式（13）， 分解为：      （22）；

式（22）中， ，即 为包含大于零的项， 为包含非大于零的项；存在一个已知函数 ：              （23）；

此外，存在一个常数矩阵 ：           （24）；

式（24）中， 为可调控制参数，；其中， 代表矩阵 的最小特征值，是公式（23）中的已知函数， 为定义的新函数；

根据式（20），设计控制输入项 ：   （25）；

式（25）中， 为可控设计项；

            （26）。

2.根据权利要求1所述的一种综合约束下水下无人艇的安全轨迹跟踪控制方法，其特征在于，步骤S3具体为：根据式（1）、（5）和（7），综合约束下的水下无人艇动力学机理模型为：           （15）。