[發(fā)明專利]一種無(wú)人潛水器模型預(yù)測(cè)容錯(cuò)跟蹤控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811295067.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109164792B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫兵;朱大奇;褚振忠;陳銘治;甘文洋;程學(xué)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

1.一種無(wú)人潛水器模型預(yù)測(cè)容錯(cuò)跟蹤控制方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

通過(guò)無(wú)人潛水器控制系統(tǒng)獲得無(wú)人潛水器的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)，其中，所述狀態(tài)參數(shù)至少包括無(wú)人潛水器的位置、加速度、速度和推進(jìn)器的推力值；

確定給定控制電壓與對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速的關(guān)系；

如果給定控制電壓、轉(zhuǎn)速為0，則判斷推進(jìn)器出現(xiàn)完全故障，并執(zhí)行步驟：根據(jù)推力分配矩陣，刪除該故障推進(jìn)器的對(duì)應(yīng)推力分配矩陣信息，通過(guò)偽逆求解得到剩余可布置推進(jìn)器的第一歸一化推力值，其中，推力分配矩陣為所有推進(jìn)器所組成的矩陣；根據(jù)推力分配矩陣和所述第一歸一化推力值重構(gòu)總推力值；如果實(shí)際轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速大小不一致，則執(zhí)行步驟：根據(jù)故障推進(jìn)器故障后的轉(zhuǎn)速與原有正常轉(zhuǎn)速的比值，計(jì)算推進(jìn)器故障權(quán)系數(shù)，通過(guò)偽逆求解得到各個(gè)推進(jìn)器歸一化推力值，并判斷是否存在推進(jìn)器的推力值大于1，如果存在則采用量子粒子群優(yōu)化進(jìn)行推力解空間計(jì)算，獲得第二歸一化后推力值；根據(jù)推力分配矩陣和第二歸一化后推力值重構(gòu)總推力值；根據(jù)重構(gòu)后的總推力值對(duì)所述無(wú)人潛水器進(jìn)行軌跡跟蹤；

在所述通過(guò)無(wú)人潛水器控制系統(tǒng)的獲得無(wú)人潛水器的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)的步驟之前，所述方法還包括：

(21)通過(guò)無(wú)人潛水器控制系統(tǒng)獲得無(wú)人潛水器的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)；

(22)將無(wú)人潛水器的當(dāng)前狀態(tài)輸入線性誤差模型中，獲得離散化的預(yù)測(cè)輸出結(jié)果，其中，所述線性誤差模型為根據(jù)通過(guò)無(wú)人潛水器實(shí)際狀態(tài)和期望狀態(tài)建立誤差模型；

(23)將預(yù)先設(shè)置的參考軌跡和所述預(yù)測(cè)輸出結(jié)果作為目標(biāo)函數(shù)的輸入，并對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，獲得控制周期內(nèi)目標(biāo)函數(shù)的求解結(jié)果，其中，所述目標(biāo)函數(shù)為預(yù)先設(shè)置的函數(shù)，所述求解結(jié)果為所述控制周期的時(shí)域內(nèi)多個(gè)控制輸入增量值；

(24)選定所述多個(gè)控制輸入增量值中的第一個(gè)作為目標(biāo)增量值，并將其發(fā)送至所述無(wú)人潛水器控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)無(wú)人潛水器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，獲得無(wú)人潛水器的更新?tīng)顟B(tài)參數(shù)；

(25)將所述無(wú)人潛水器的更新?tīng)顟B(tài)作為所述無(wú)人潛水器的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)，并返回步驟(22)。