一种用于高空滑翔UUV纵平面弹道控制的方法技术

本发明专利技术提出一种用于高空滑翔UUV纵平面弹道控制的方法，主要基于滚动时域优化算法原理，针对高空滑翔UUV纵平面弹道控制要求，采用滚动时域优化算法通过在线求解有限时域内的受约束优化问题，获得滑翔UUV在未来一段时间内的局部最优控制指令，实现滑翔UUV在到达指定的开伞区域时满足期望的系统速度，同时该控制方法能够实时响应周围环境对滑翔UUV造成的扰动，确保系统以可接受的精度运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高空滑翔UUV纵平面弹道控制的方法
本专利技术涉及UUV控制
，具体为一种用于高空滑翔UUV纵平面弹道控制的方法，基于滚动时域优化进行弹道控制。
技术介绍
无人水下航行器(UnmannedUnderwaterVehicle,UUV)的快速发展极大地增强了人类对海洋的探测、开发与利用。由于部分海域的周边环境恶劣，不允许水面舰船进行近距离UUV布放，因此，研究人员提出高空滑翔UUV的概念。图1为高空滑翔UUV的示意图。高空滑翔UUV结合了高空滑翔飞行器技术与无人水下航行器技术。该装备可以通过飞行器进行高空投放，依靠自身搭载的飞行装置做无推动力滑翔。在抵达预定的开伞减速区域时，滑翔UUV将开启减速伞，使其以安全速度入水作业，如果入水速度过快会导致UUV本体损伤甚至损毁，导致任务失败。而由于滑翔UUV的初始投放速度很大、投放海拔很高，因此需要一套合理有效的弹道控制方法，使得滑翔UUV能在到达预定区域时，速度减小到安全值以下。根据现有的应用背景和空投水平，滑翔UUV大都在4000-5000m的海拔被投放，初始速度在200-300m/s，并预计在1000m的海拔高度、速度减小至10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高空滑翔UUV纵平面弹道控制的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立滑翔UUV在纵平面的运动模型：

【技术特征摘要】
1.一种用于高空滑翔UUV纵平面弹道控制的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立滑翔UUV在纵平面的运动模型：其中δe为滑翔UUV的水平舵角，是系统的控制指令；m为滑翔UUV的质量，g为重力加速度，S为滑翔UUV的最大横截面积，ρ为空气的密度；Cx0为零升阻力因数，为升致阻力因数，Cy0为零升力因数，为攻角升力因数，为平尾升力因数，mα为俯仰力矩因数，表示平尾力矩因数；(x,y)为滑翔UUV本体质心OB在地面坐标系中的坐标；v为滑翔UUV的速度；θ为滑翔UUV的俯仰角，α为滑翔UUV的攻角；步骤2：在滑翔UUV被投放后，采用滚动时域优化算法通过在线求解有限时域内的受约束优化问题，获得滑翔UUV在未来一段时间T内的局部最优控制指令步骤2.1：通过传感器采集当前时刻t下的滑翔UUV系统状态η(t)，η(t)＝[x(t)y(t)v(t)θ(t)]T步骤2.2：在[t,t+T]时域内，在约束条件下求解优化问题的优化指标，获得局部最优的控制指令其中优化问题的优化指标为J(·)为优化问题的代价函数，具体形式为其中Δx(t)＝x(t)-xd(t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高剑，赵新元，严卫生，张福斌，崔荣鑫，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61