[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

本發明公開了一種載人潛水器系統的干擾處理方法、設備及存儲介質，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。本發明一方面有效利用有益干擾用于提升載人潛水器系統的控制性能，同時對有害干擾做補償以抵消有害干擾的影響，進一步提升載人潛水器系統的控制性能。

技術領域

本發明涉及載人潛水器系統技術領域，具體涉及一種載人潛水器系統的干擾處理方法、設備及存儲介質。

背景技術

載人潛水器廣泛應用于軍事、科研等領域，搭載科研人員到達深海，獲取深海的第一手科研資料，載人潛水器的使用能夠極大地提高科研效率。然而，載人潛水器在深海運行時，會遇到深海洋流、湍流等干擾因素的影響，為了確保潛水器安全、高效地運行，需要設計高性能的魯棒控制器。

載人潛水器系統現有的抗干擾控制算法，大多數只能以統一的方式處理系統干擾，比如，設計魯棒控制器對系統干擾做統一補償。載人潛水器系統運行過程中的系統干擾總是實時變化的，部分干擾不利于控制系統性能提升，而部分干擾有益于控制性能提升，采用統一方式處理系統干擾不利于進一步提升系統控制性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種載人潛水器系統的干擾處理方法、設備及存儲介質，不僅能夠有效處理系統干擾，還能夠進一步提升系統控制性能。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種載人潛水器系統的干擾處理方法，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進行補償。

本發明一個較佳實施例中，進一步包括，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。

本發明一個較佳實施例中，進一步包括，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)：