[發明專利]救生艇救生對接過程的姿態控制方法

有效

• 申請號: 201310236660.5
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103324201A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 夏國清;龐程程;趙昂
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種救生艇救生對接過程的姿態控制方法，包括有限時間狀態觀測器(3)、干擾估計器(6)、線速度鎮定回路(7)、姿態控制回路(8)和傳感器裝置(13)；其特征是：

1)傳感器裝置(13)包括位置傳感器(2)和角度傳感器(12)，分別測量救生艇的位置和姿態信息，并將采集到的信息傳遞給有限時間狀態觀測器(3)和姿態控制回路；

2)有限時間狀態觀測器(3)接收位置傳感器(2)和角度傳感器(12)的測量信息和姿態控制回路提供的等效輸入值，得到線速度和角速度的估計值，并將線速度的估計值傳遞給線速度鎮定回路，將角速度的估計值傳遞給姿態控制回路；

3)干擾估計器(6)根據有限時間狀態觀測器(3)提供的線速度及角速度估計值和姿態角虛擬控制器(11)產生的虛擬跟蹤角速度值，在線估計外界干擾力作用，并提供給線速度鎮定回路和姿態控制回路；

4)線速度鎮定回路(7)由線速度輸入變換器(4)和線速度有限時間鎮定器(5)兩部分組成，線速度有限時間鎮定控制器(5)根據救生艇的當前線速度的估計值計算出系統的等效控制輸入值u₁，線速度輸入變換器根據等效輸入值u₁和干擾力Δf₁，計算出控制力τ₁；

5)姿態控制回路(8)由姿態角虛擬控制器(11)、角速度有限時間虛擬跟蹤控制器(9)和角速度輸入變換器(10)組成，姿態角虛擬跟蹤控制器根據期望姿態角η_2d和接收到的角度傳感器數據，根據李雅普諾夫方法產生虛擬跟蹤角速度ν_2d，角速度有限時間虛擬跟蹤控制器(9)接收角速度估計值和虛擬跟蹤速度ν_2d，產生等效控制輸入值u₂，角速度輸入變換器根據等效輸入u₂和干擾力Δf₂，計算出控制力τ₂。

2.根據權利要求1所述的救生艇救生對接過程的姿態控制方法，其特征是：干擾估計器在線估計外界干擾力作用是通過虛擬速度跟蹤誤差來估計外界干擾力的作用，外界干擾力包括海流作用力和臍帶纜的作用力，以及恢復力中的不確定部分。