【技术实现步骤摘要】
基于T-S模糊观测器补偿的UUV控制方法
本专利技术涉及一种UUV控制方法，特别涉及一种基于T-S模糊观测器补偿的一种UUV控制方法。
技术介绍
无人水下航行器(UnderwaterUnmannedVehicle,UUV)在跟踪水下线缆或管道、水下搜救、深海资源探测及地形探测等方面有广泛应用，而精确的三维航迹跟踪是实现上述应用的重要前提。由于本专利技术研究的UUV具有欠驱动及加速度不可积的非完整约束条件，且受外界海流的影响，从而导致所建立的模型复杂。实际应用中所使用的UUV六自由度模型均以忽略高阶项及未建模动态为前提，致使当UUV工作于复杂环境下时，由于未建模动态及高阶项影响增大，实际跟踪精度变差。1999年，TaniguchiT.等人将常规T-S模糊模型推广到更一般的情况，提出了T-S模糊广义系统模型。通过将T-S模糊系统与广义系统理论相结合，从而使得T-S系统可以借助于线性系统的分析和控制手段，为T-S模糊系统的应用开辟了一条崭新的途径。本专利技术通过建立UUVT-S模糊广义模型，引入T-S模糊观测器对UUV未建模动态进行在线观测，将观测结果反馈至控制器。该控...
【技术保护点】
一种基于T‑S模糊观测器补偿的UUV控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：获取UUV下一步的期望航迹；步骤二：姿态控制器根据期望轨迹进行跟踪误差，解算出下一步垂直舵与水平舵的舵角信息；步骤三：T‑S模糊观测器根据海流干扰、当前UUV状态信息和航迹位置误差对UUV进行观测，估计出UUV下一步的状态信息；所述航迹位置误差为期望轨迹与T‑S模糊观测器当前估计出的状态信息和UUV当前的状态信息的差值；步骤四：将步骤三获得的UUV下一步的状态信息作为航速控制器的输入信号，获得推进器的下一步的推力；步骤五：根据步骤二获得的垂直舵与水平舵的舵角信息和步骤三获得的推力，对UU...
【技术特征摘要】
1.一种基于T-S模糊观测器补偿的UUV控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：获取UUV下一步的期望航迹；步骤二：姿态控制器根据期望轨迹进行跟踪误差，解算出下一步垂直舵与水平舵的舵角信息；步骤三：T-S模糊观测器根据海流干扰、当前UUV状态信息和航迹位置误差对UUV进行观测，估计出UUV下一步的状态信息；所述航迹位置误差为期望轨迹与T-S模糊观测器当前估计出的状态信息和UUV当前的状态信息的差值；步骤四：将步骤三获得的UUV下一步的状态信息作为航速控制器的输入信号，获得推进器的下一步的推力；步骤五：根据步骤二获得的垂直舵与水平舵的舵角信息和步骤三获得的推力，对UUV进行控制，并获得UUV的运动状态；步骤六：根据步骤五获得的运动状态确定UUV的航迹，判断该航迹是否达到期望轨迹，若是，转入步骤一，若否，则转入步骤二；所述步骤三中，T-S模糊观测器为：所述T-S模糊观测器是针对UUV近水面航行建立，忽略UUV的横倾角；其中，选取未建模动态的观测更新律为：n为T-S模糊观测器建立规则的数量，i＝1,2,...,n；为UUV下一步在{B}下的线速度和角速度矢量；y为UUV当前状态输出；为UUV下一步的状态输出；wi(z)为相应规则的归一化权值函数，z＝[u,v,w,q,r,(v2+w2)2]T，u、v和w为UUV线速度矢量在艇体坐标系{B}下的三个分量；p、q和r分别为UUV角速度矢量在艇体坐标系{B}下的三个分量，p＝0；Ai为相应规则所对应的UUV动力学模型的非线性项线性化的常量矩阵；Di相应规则所对应的输入矩阵；Mi为相应规则的外界干扰的增益矩阵；τ为控制力或控制力矩；Li为相应规则所对应的增益矩阵；T为UUV的系统惯性矩阵，含附加质量，m11为ξ方向的惯性质量，m22为η方向的惯性质量，m33为ζ方向的惯性质量，m44为η方向的惯性矩，m55为ζ方向的惯性矩；外界干扰力或外界干扰力矩τd＝Aδix+Bδiu+ai...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勋，赵晓芳，时延利，张宏瀚，陈涛，周佳加，李本银，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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