【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无稳态误差的远程水下航行器的定深控制方法,属于水下航行器运动控制领域。
技术介绍
目前,水下航行器广泛采用“俯仰角+深度”的双环输出反馈定深控制方法,该方法简单有效。但是,对于一般的水下航行器,其重力和浮力不能完全相等,而且不具备理想的上下对称性,此时在定深直航状态下具有非零的平衡俯仰角和平衡舵角,造成深度控制的稳态误差。传统方法采取设置自由角的办法,即在原有双环反馈控制的基础上叠加一个恰当的固定角度,抵消由深度稳态误差产生的操舵,从而消除定深误差。由于加工制造时的误差,同一型号水下航行器的流体动力参数和衡重参数存在一定差异,而且在不同海域、深度下海水密度也会发生变化,不能保证水下航行器平衡状态完全一致,这在低速情况下差异尤其显著,因此无法选择合适的自由角满足各种情况下的定深误差设计指标要求,为控制系统的研制带来了困难。
技术实现思路
为了避免现有技术的不足之处,本专利技术提出一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法,利用控制规律估计深度补偿,在实际航行中对深度补偿进行修正,保证无稳态误差的远程水下航行器定深航行。一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法,包括以下步骤:步骤1:开始航行前,根据水下航行器模型参数计算的平衡攻角和平衡舵角标称值α∞、δ∞,依据控制规律δ∞=cyΔy∞+cθα∞,计算深度补偿其中,cy为大于零的深度控制参数,依据定深爬潜过程的姿态要求选择,cθ为大于零的俯仰角控制参数;步骤2:水下航行器开始航行后,在每一个控制周期内,对深度信息进行采样,计算深度偏差其中:y(k)由深度传感器测量得到的航行深度,yd为指定深度 ...
【技术保护点】
一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法,其特征在于,步骤如下:步骤1:开始航行前,根据水下航行器模型参数计算的平衡攻角和平衡舵角标称值α∞、δ∞,依据控制规律δ∞=cyΔy∞+cθα∞,计算深度补偿其中,cy为大于零的深度控制参数,依据定深爬潜过程的姿态要求选择,cθ为大于零的俯仰角控制参数;步骤2:水下航行器开始航行后,在每一个控制周期内,对深度信息进行采样;计算深度偏差其中:y(k)由深度传感器测量得到的航行深度,yd为指定深度,Δymax>0为深度偏差限幅值;步骤3:观测记录Δy(k)的值,计数值n=n+1;步骤4:如果数据量n=N,N为设计的采样个数,计算深度偏差平均值和方差并令n=0;如果判断深度稳定,为正的参数,的取值应大于深度测量噪声的方差,进行深度补偿的修正计算:Δy∞=Δy∞+E(Δy(k));步骤5:计算横舵角操舵指令δe(k)=cy(y(k)‑yd+Δy∞)+cθθ(k),其中,δe操下舵为正,θ(k)为姿态传感器获得的当前控制周期k的俯仰角测量值,以抬头为正;步骤6:按照水下航行器最大舵角进行限幅:其中,δmin、δmax为舵角最大最小值,并将操舵指令发送个 ...
【技术特征摘要】
1.一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法,其特征在于,步骤如下:步骤1:开始航行前,根据水下航行器模型参数计算的平衡攻角和平衡舵角标称值α∞、δ∞,依据控制规律δ∞=cyΔy∞+cθα∞,计算深度补偿其中,cy为大于零的深度控制参数,依据定深爬潜过程的姿态要求选择,cθ为大于零的俯仰角控制参数;步骤2:水下航行器开始航行后,在每一个控制周期内,对深度信息进行采样;计算深度偏差其中:y(k)由深度传感器测量得到的航行深度,yd为指定深度,Δymax>0为深度偏差限幅值;步骤3:观测记录Δy(k)的值,计数值n=n+1;步骤4:如果数据量n=N,N为设计的采样个数,计算深度偏差平均值和方差并令n=0;如果判断深度稳定,为正的参数,的取值应大于深度测量噪声的方差,进行深度补偿的修正计算:Δy∞=Δy∞+E(Δy(k));步骤5:计算横舵角操舵指令δe(k)=cy(...
【专利技术属性】
技术研发人员:李鹏,
申请(专利权)人:西安兰海动力科技有限公司,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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