一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制装置及其方法；包括二阶滑模控制器，二阶滑模控制器具有控制增益自适应装置；二阶滑模控制器与控制分配模块连接，控制分配模块控制并建立执行机构非线性模型，执行机构非线性模型控制并建立水下机器人运动学动力学模型，水下机器人运动学动力学模型和期望模块共同控制二阶滑模控制器。克服了水下复杂环境产生的外部扰动和水下机器人在工作过程中产生的不确定性；并且提供了一种多变量二阶滑模运动控制律，通过为二阶滑模的控制增益设计自适应律，能够实现有限时间控制，同时避免传统方法带来的抖振现象，并且针对多执行机构共同工作的情形，基于二次型函数完成最优控制分配。

A robust adaptive motion control device for multi execution underwater vehicle and its method

【技术实现步骤摘要】
一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制装置及其方法
本专利技术属于多执行水下机器人控制
；尤其是基于二阶滑模的多执行水下机器人；具体的涉及一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制装置；还涉及一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制方法。
技术介绍
滑模控制对外界干扰、模型不确定性和系统的非线性特性具有强鲁棒性，因此已被广泛应用于各类控制系统的设计中。然而传统滑模存在两个无法解决的问题，一是控制量的抖振问题，一是不匹配不确定性难以克服。在传统滑模的基础上，一些学者研究了奇异和非奇异终端滑模，能够加快趋近态的收敛速度。为了克服传统一阶滑模和终端滑模的抖振问题，Fridman等提出为高阶滑模。但是高阶滑模需要使用切换函数的高阶导数，这一点限制高阶滑模的使用。在此基础上，Levant提出了无需各阶导数的新型二阶滑模方法，也即超扭曲滑模。超扭曲滑模既能够抑制抖振现象，也能够实现有限时间镇定。另一方面，当今世界，合理利用、开发海洋资源对于人类社会的可持续发展将起到巨大的作用。水下机器人工作在水下特殊的复杂环境中，常常需要面对各类复杂扰动，包括环境干扰、电磁干扰、水流干扰等。而水下机器人的运动学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制装置，其特征在于，包括二阶滑模控制器(2)，二阶滑模控制器(2)具有控制增益自适应装置(5)；二阶滑模控制器(2)与控制分配模块(3)连接，控制分配模块(3)控制并建立执行机构非线性模型(4)，执行机构非线性模型(4)控制并建立水下机器人运动学动力学模型(6)，水下机器人运动学动力学模型(6)和期望模块(1)共同控制二阶滑模控制器(2)。

【技术特征摘要】
1.一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制装置，其特征在于，包括二阶滑模控制器(2)，二阶滑模控制器(2)具有控制增益自适应装置(5)；二阶滑模控制器(2)与控制分配模块(3)连接，控制分配模块(3)控制并建立执行机构非线性模型(4)，执行机构非线性模型(4)控制并建立水下机器人运动学动力学模型(6)，水下机器人运动学动力学模型(6)和期望模块(1)共同控制二阶滑模控制器(2)。2.一种多执行水下机器人鲁棒自适应运动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，构建多执行机构水下机器人的运动学动力学模型为：其中M为惯性矩阵，C(v)为科氏力和向心力矩阵，D(v)为水动力矩阵，g(η)为恢复力和力矩向量，N为执行机构个数，τd为外部干扰力和力矩，J(η)为转换矩阵，η表示水下机器人的位置和姿态向量，表示水下机器人的速度向量，表示水下机器人的第j个执行机构的控制输出向量，Bj表示第j个执行机构的控制分布矩阵；步骤2，构建多执行机构水下机器人的多变量高性能切换函数；步骤3，构...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁源，王铮，朱战霞，孙冲，陈诗瑜，
申请(专利权)人：西北工业大学深圳研究院，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44