一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法制造技术

本发明专利技术属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法；包括向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，本发明专利技术通过引入低通滤波器降低了微分项的引入对系统性能的不利影响，从而使得海洋运载器航速能够快速稳定收敛到期望航速。

A First-order Full Format Model-Free Adaptive Speed Control Algorithm Based on Low-Pass Filter

The invention belongs to the field of motion control of ocean launch vehicle, and specifically relates to a PID first-order full-format model-free adaptive speed control algorithm based on low-pass filter, including issuing an expected speed instruction to ocean launch vehicle, i.e., y* (k); measuring the actual speed y (k) of ocean launch vehicle by sensors, and calculating the speed error E (k); if | e (k) | is less than the preset error threshold e 0. Otherwise, e(k) is used as the input of PID_FO_FFDL_MFAC algorithm based on low-pass filter, and the expected instruction u(k) of the current time is solved by the controller. The propulsion mechanism of the ocean carrier, i.e. propeller or water jet propulsion, executes the expected instruction, and the speed of the ocean carrier changes. The sensor measures the actual speed of the ocean launch vehicle at the moment. By introducing a low-pass filter, the invention reduces the adverse effect of the introduction of differential terms on the system performance, thereby enabling the speed of the ocean launch vehicle to converge rapidly and steadily to the desired speed.

【技术实现步骤摘要】
一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法
本专利技术属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法。
技术介绍
准确的控制海洋运载器航速，才能使海洋运载器安全有效的从而执行各种任务，如海图绘制，水文测量等。目前工程应用中，海洋运载器的航速控制，基本上采用的是PID控制算法，以及常规的基于“模型导向”设计策略开发的控制算法。PID是一种基于离线数据的数据驱动控制算法，无人艇容易受到模型摄动，环境干扰力等影响，导致PID控制器难以维持一致的控制效果，需要重新调整参数才能使系统稳定。而基于“模型导向”设计策略开发的控制器，由于获得系统精确的数学模型十分困难，导致控系统的自适应较差，难以保证系统鲁棒性能，从而很难在工程中获得应用。公开日2016年09月21日，公布号为CN105955206A，专利技术名称“一种基于数据驱动和参数混合优化的多轴运动控制方法”将多电机驱动系统解耦成一系列单关节电机驱动系统采用MFAC算法实现对各关节电机电压的控制从而实现对由多电机驱动的多轴的运动状态的准确控制。在文献MFAC在PVC反应釜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；步骤2：通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；步骤3：判断|e(k)|与误差阈值e0的关系，若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则执行步骤4；步骤4：将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；步骤5：通过海洋运载器上...

【技术特征摘要】
1.一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；步骤2：通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；步骤3：判断|e(k)|与误差阈值e0的关系，若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则执行步骤4；步骤4：将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；步骤5：通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，并计算当前的海洋运载器航速误差绝并执行步骤3。2.根据权利要求1所述一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法，其特征在于，所述步骤4具体包括如下步骤：步骤4.1、在FO_FFDL_MFAC算法的基础上引入微分项kd·(e(k)-2e(k-1)+e(...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖煜雷，杜廷朋，姜权权，姜文，李晔，贾琪，成昌盛，苏玉民，张磊，
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