[發明專利]一種水下機器人不確定流場環境自適應控制系統

在審

• 申請號: 201710425319.2
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107272713A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王曉鳴;林興華;張敏革;武建國
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙)11491
• 代理人: 姜彥

1.一種水下機器人不確定流場環境自適應控制系統，其特征在于，包括圖像識別模塊(1)、羅盤(2)、慣性導航元件(3)、位置信息融合模塊(4)、位置信息輸出模塊(5)、動力分配模塊(6)、自適應控制器(7)和動力學模型(8)，所述的位置信息融合模塊(4)通過圖像識別模塊(1)、羅盤(2)和慣性導航元件(3)對自身位置信息進行獲取，并通過位置信息輸出模塊(5)對以上信息進行融合和處理后傳輸到自適應控制器(7)，自適應控制器(7)結合動力學模型(8)對水下機器人的位姿信息進行評判，并通過動力分配模塊(6)對水下機器人的姿態進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種不確定流場環境自適應控制系統，其特征在于，所述的圖像識別模塊(1)為水下機器人空間位置信息探測元件，羅盤(2)為姿態信息探測元件，慣性導航元件(3)為定位信息探測元件。

3.根據權利要求1所述的一種不確定流場環境自適應控制系統，其特征在于，所述的位置信息融合模塊(4)的輸出端與慣性導航元件(3)的輸入端相連。

4.根據權利要求1所述的一種不確定流場環境自適應控制系統，其特征在于，所述的位置信息融合模塊(4)采用Kalman濾波算法對多傳感器信息進行融合和處理。

5.根據權利要求1所述的一種不確定流場環境自適應控制系統，其特征在于，所述的自適應控制器(7)采用模糊主動自適應原理，結合位置信息輸出模塊(5)和動力學模型(8)相關信息，計算自穩定的動力分配方案。

6.根據權利要求1所述的一種不確定流場環境自適應控制系統，其特征在于，所述的動力學模型(8)的建立基于兩個右手坐標系，慣性坐標系E-X_eY_eZ_e和動坐標系B-xyz，將待航行物體視為剛體，將水動力、重力、浮力等作為外力，根據坐標系及坐標變換推導出其運動學方程；由動量方程和動量矩方程推導其動力學方程。