[發明專利]一種具有垂推的低速水下航行器的定深控制方法

有效

• 申請號: 201811333781.0
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109189083B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 崔榮鑫;嚴衛生;陳樂鵬;張福斌;高劍;王銀濤;張守旭;彭星光
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種具有垂推的低速水下航行器的定深控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：建立具有垂推的低速水下航行器垂直面運動模型：

其中η＝[z θ]^T，ν＝[w q]^T，μ＝[-u_csinθ 0]^T；z為水下航行器在世界坐標系下的垂向位置坐標，θ為俯仰角，w為水下航行器在體坐標系下的垂向速度，q為俯仰角速度，u_c為水下航行器在體坐標系下的前向速度；M為水下航行器俯仰質量矩陣；f_C(w,q)，f_D(w,q)、f_G(θ)分別為理想流體產生的力與力矩組成的向量、流體阻尼力與力矩組成的向量、重力與浮力產生的恢復力與力矩組成的向量；Δ為模型不確定項和外界未知干擾，B為分配矩陣，T＝[T₁ T₂]^T為控制輸入，T₁，T₂分別為前垂推和后垂推產生的推力，

l₁，l₂分別為前垂推和后垂推沿水下航行器縱軸方向到水下航行器體坐標系原點的距離；

步驟2：對于步驟1建立的水下航行器垂直面運動模型，采用以下控制律與自適應律進行控制：

所述控制律為：

其中f_sum＝f_C+f_D+f_G；η_d＝[z_d θ_d]^T，z_d，θ_d分別為期望的深度和俯仰角；e為跟蹤誤差，e＝η-η_d＝[e₁ e₂]^T；參數λ＝diag(λ₁ λ₂)＞0且滿足Hurwitz穩定，參數τ＝diag(τ₁ τ₂)＞0，為滑模面，滑模面滿足sgn(s)＝diag(sign(s₁) sign(s₂))，sign(·)為符號函數；

所述自適應律為：

其中分別為ρ₁，ρ₂的估計值，ρ為模型不確定項和外界未知干擾Δ的上界，k₁，k₂，ε₁，ε₂為給定的自適應律參數。