[發明專利]載人潛水器系統的干擾處理方法、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011156618.9
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112198798A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 方星;劉飛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

1.一種載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：包括以下步驟，

創建載人潛水器系統的動力學模型；

以所述動力學模型為基礎，創建在有限時間內收斂的干擾觀測器，通過所述干擾觀測器估算出所述載人潛水器系統的集總干擾；

定義干擾因子，根據所述干擾因子實時分析出所述集總干擾的性質，包括有益干擾和有害干擾；所述有益干擾表征有益于系統性能提升的集總干擾，有害干擾表征不利于系統性能提升的集總干擾；

當且僅當所述集總干擾為所述有害干擾時，對所述載人潛水器系統的所述有害干擾進行補償。

2.如權利要求1所述的載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：創建載人潛水器系統的動力學模型包括，

基于牛頓-歐拉方程，并通過受力分析創建以下動力學模型：

υ表征載人潛水器系統的線速度和角速度向量，η表征載人潛水器系統的位置和姿態角向量；

D表征復合干擾，d_l表征集總干擾；

表征動力學模型中標準化后的科里奧利和向心矩陣；

表征動力學模型中標準化后的阻尼矩陣；

表征動力學模型中標準化后的由重力引起的力和力矩；

表征動力學模型中標準化后的慣性矩陣；

B∈R^6×8表征載人潛水器系統的推進器的推力配置矩陣；

u∈R⁸表征各推進器產生的實際推力。

3.如權利要求1所述的載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：基于滑模算法創建所述干擾觀測器，其包括，

創建以下干擾觀測器(FTDO)：

為向量υ的第i個分量的估計值；為復合干擾D的第i個分量的估計值；f_i(υ,η,u)為函數向量f(υ,η,u)的第i個分量；

i表征分量序號；

和表征干擾觀測器的中間變量；

λ₀、λ₁和L表征干擾觀測器的參數。

4.如權利要求3所述的載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：根據干擾觀測器估算出復合干擾D的估計值：系統集總干擾d_l的估計值為M₀σ；M₀表征慣性矩陣的標稱值。

5.如權利要求1所述的載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：定義干擾因子，根據所述干擾因子實時分析出所述集總干擾的性質包括，

定義位置和歐拉角的跟蹤誤差e_η＝η-η_d，定義線速度和角速度的跟蹤誤差e_υ＝υ-υ_d；η_d表征期望軌跡；υ_d表征期望速度；

確定出載人潛水器系統的閉環動態特性如下：

k_υ＞0、k_η＞0為反步控制器增益。

6.如權利要求5所述的載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：根據所述載人潛水器系統的閉環動態特性選擇Lyapuonv函數如下：

表征跟蹤誤差e_η的轉置；表征跟蹤誤差e_υ的轉置；

求取Lyapuonv函數的導數如下：

根據式(5)，如果成立，則判斷出集總干擾為有益干擾；如果成立，則判斷出集總干擾為有害干擾。

7.如權利要求6所述的載人潛水器系統的干擾處理方法，其特征在于：根據所述載人潛水器系統的閉環動態特性，定義干擾因子如下：

符號表征按元素進行相乘，得到

J(D)表征干擾因子；

J_i表征干擾因子J(D)的第i個分量；

e_υi表征跟蹤誤差e_υ的第i個分量。