[發(fā)明專利]水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110254562.9 | 申請日： | 2021-03-09 |
| 公開（公告）號： | CN113009831B | 公開（公告）日： | 2023-09-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 梁洪晶;潘英男;薛紅;蘇淵博 | 申請（專利權(quán)）人： | 渤海大學(xué) |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221 | 代理人： | 祖之強 |
| 地址： | 121010 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 水下 機器人 事件 觸發(fā) 自適應(yīng) 模糊 容錯 性能 控制 方法 | ||
1.一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
獲取水下機器人的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
將獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入到預(yù)設(shè)自適應(yīng)模糊容錯控制模型中，控制水下機器人的位置向量跟蹤給定軌跡；
其中，自適應(yīng)模糊容錯控制模型包括漏斗跟蹤控制器，且水下機器人的位置跟蹤誤差被限定在預(yù)設(shè)的性能漏斗內(nèi)；
自適應(yīng)模糊容錯控制模型包括自適應(yīng)事件觸發(fā)容錯控制器，利用預(yù)設(shè)事件觸發(fā)機制更新控制輸入；
所述漏斗跟蹤控制器的設(shè)計：
根據(jù)坐標(biāo)和ξi的坐標(biāo)變換，ξi的導(dǎo)數(shù)表示為
選取李雅普諾夫函數(shù)為
設(shè)計虛擬控制信號為
k1,i(i＝1,2,3)是待設(shè)計的正常數(shù)
所述自適應(yīng)事件觸發(fā)容錯控制器的設(shè)計：
ρi＝βi,q?sup
定義未知常數(shù)Πi＝{||Φi||2,i＝1,2,3}且和表示Πi,δi和ρi的估計，和
事件觸發(fā)機制應(yīng)用于更新控制輸入當(dāng)預(yù)設(shè)的相對閾值條件被觸發(fā)時，所提出的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊控制器可以節(jié)省通信資源；事件觸發(fā)控制輸入控制輸入和自適應(yīng)率和設(shè)計如下:
其中和σ3,是需要設(shè)計的正參數(shù)；
事件觸發(fā)機制被設(shè)計為
其中0ùi1和表示測量誤差；
事件觸發(fā)規(guī)則如下
2.如權(quán)利要求1所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：
給定軌跡以及給定軌跡的一階時間導(dǎo)數(shù)和二階時間導(dǎo)數(shù)均有界。
3.如權(quán)利要求1所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：
根據(jù)跟蹤誤差約束機制，得到位置跟蹤誤差為位置跟蹤誤差與漏斗邊界的比值。
4.如權(quán)利要求3所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：
利用tan型障礙李雅普諾夫函數(shù)來約束轉(zhuǎn)換后的位置跟蹤誤差。
5.如權(quán)利要求1所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：
當(dāng)自適應(yīng)事件觸發(fā)容錯控制器預(yù)設(shè)的相對閾值條件被觸發(fā)時，根據(jù)觸發(fā)結(jié)果進行水下機器人控制。
6.如權(quán)利要求1所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：
機器人的執(zhí)行器故障模型為第一常數(shù)與事件觸發(fā)控制輸入的乘積再與第二常數(shù)的加和，存在第三常數(shù)，使得第一常數(shù)的絕對值小于第三常數(shù)；
存在大于零的第四常數(shù)，使得第四小于或等于第二常數(shù)，第二常數(shù)小于或等于1。
7.一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制系統(tǒng)，執(zhí)行實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法，其特征在于：包括：
數(shù)據(jù)獲取模塊，被配置為：獲取水下機器人的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
容錯控制模塊，被配置為：將獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入到預(yù)設(shè)自適應(yīng)模糊控制模型中，控制水下機器人的位置向量跟蹤給定軌跡；
其中，自適應(yīng)模糊控制模型包括漏斗跟蹤控制器，且水下機器人的位置跟蹤誤差被限定在預(yù)設(shè)的性能漏斗內(nèi)。
8.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法中的步驟。
9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應(yīng)模糊容錯保性能控制方法中的步驟。
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