[發(fā)明專利]水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法

有效

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• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113009831B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 梁洪晶;潘英男;薛紅;蘇淵博
• 申請（專利權）人: 渤海大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本公開提供了一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法，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)輸入到預設自適應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設的性能漏斗內；本公開將漏斗控制方法引入到基于tan型障礙李雅普諾夫函數(shù)的自適應控制策略中，使得受控的水下機器人實現(xiàn)了指定精度的跟蹤性能。

技術領域

本公開涉及水下機器人容錯控制技術領域，特別涉及一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現(xiàn)有技術。

近年來，由于水下機器人在海洋工程中的多樣化應用，如海洋數(shù)據(jù)采集，地質調查，深海搜救和石油運輸?shù)取Ｔ谏鲜鋈蝿罩兴聶C器人的軌跡跟蹤控制發(fā)揮著重要作用。有技術人員設計了一種有限時間輸出反饋跟蹤控制器針對一類速度不可測的水下機器人，也有技術人員設計了一種的積分型滑模跟蹤控制器針對一類含有擾動的水下機器人。但是上述方案所提出的基于模型的跟蹤控制器需要動力學參數(shù)信息，然而由于海洋水流、波浪、浮力等環(huán)境的不確定性，水下機器人的水動力參數(shù)無法準確獲取。

容錯控制是保證水下機器人安全的關鍵技術之一，容錯控制分為被動容錯和主動容錯兩種類型。被動容錯控制的設計是通過采用魯棒控制技術來實現(xiàn)系統(tǒng)對某些假定故障的不敏感性。但是，所設計的魯棒控制器在處理大型故障模式變化時相對保守。相較于被動容錯控制，主動容錯控制設計具有實時性和可調性。目前，主要的主動容錯控制方法去補償水下機器人執(zhí)行器故障，即采用偽逆矩陣的推進器容錯分配方法，然而，這些策略用于水下機器人的推進器比可控自由度多，并且不能適應其他類型推進器的局部故障，而且目前缺少針對水下機器人執(zhí)行器故障的自適應補償控制方法，無法自適應的實現(xiàn)水下機器人執(zhí)行器故障的自適應精準控制。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術的不足，本公開提供了一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法，將漏斗控制方法引入到基于tan型障礙李雅普諾夫函數(shù)的自適應控制策略中，使得受控的水下機器人實現(xiàn)了指定精度的跟蹤性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法。

一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法，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)輸入到預設自適應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設的性能漏斗內。

本公開第二方面提供了一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制系統(tǒng)。

一種水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制系統(tǒng)，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)輸入到預設自適應模糊控制模型中，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設的性能漏斗內。

本公開第三方面提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本公開第一方面所述的水下機器人的事件觸發(fā)自適應模糊容錯保性能控制方法中的步驟。