一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统和控制方法，根据潜器的实时深度、悬停目标深度、深度变化速率，实时自动计算生成注排水指令，实现了基于注排水的水下潜器自动悬停。本发明专利技术适用于具有注排水能力的水下潜器，能够在一定初始不均衡量的情况下，自动控制注排水，实施水下潜器的自动悬停，满足水下潜器对于深度自动保持的需求。在300L初始不均衡量、均匀密度层条件下，实现了水下潜器深度稳定精度为

【技术实现步骤摘要】
一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统和控制方法


[0001]本专利技术属于水下潜器操纵控制
，具体涉及一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统和控制方法。

技术介绍

[0002]水下潜器在执行任务过程中存在水下悬停的工况需求，如常规潜艇有水下悬停的战术战法，且悬停时可提高声呐探测距离；多任务潜艇的特种作战需求，如搭载、布放和回收都要求潜艇处于水下悬停状态。由于水下海洋环境复杂，通过注排水来实时改变潜器浮力和重力的关系是一种重要的控制手段，但是需要操纵人员根据深度差来自行判断注排水量及注排水的时机，由于水下潜器的运动惯性大，具有明显的时滞效应，导致水下悬停的稳定精度严重依赖于操纵人员的经验。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统和控制方法，用于实现基于注排水的水下潜器自动悬停。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统，包括反馈控制律模块、微分器和离散模块、注排水系统和深度测量系统；反馈控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统，其特征在于：包括反馈控制律模块、微分器和离散模块、注排水系统和深度测量系统；反馈控制律模块的信号接收端分别连接上位机和深度测量系统的信号发送端，反馈控制律模块的信号发送端分别连接微分器和离散模块的信号发送端，用于接收悬停目标深度信号、深度变化速率信号和实时深度信号，根据实时深度与悬停目标深度之差、深度变化速率进行线性加权运算，得到中间控制量并发送给微分器和离散模块；微分器用于对中间控制量进行微分，获取深度微分信号；离散模块的信号发送端连接注排水系统的信号接收端，用于发送注水信号或排水信号；注排水系统作用于水下潜器，实现自动悬停控制。2.根据权利要求1所述的一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统，其特征在于：微分器采用跟踪微分器结构，跟踪微分器的设计参数为r和h，设水下潜器在t＝k*T时刻的深度值为v(k)，同时刻的跟踪值为x1(k)，同时刻的微分值为x2(k)，最速控制综合函数为fhan()，则离散形式为：3.根据权利要求2所述的一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统，其特征在于：对参数h取计算周期；参数r决定过渡过程的长短，r越大，过渡过程越短，给系统的冲击越大，r越小，过渡过程越长，冲击越小；对水下潜器取h＝0.1，r＝5。4.根据权利要求1所述的一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统，其特征在于：设深度差的线性加权系数为k
P
，深度变化速率的线性加权系数为k
D
，两者符号一致，反馈控制律模块采用PD控制计算中间控制量con_temp为：Con_temp(k)＝k
P
×
(ζ
cmd
(k)
‑
ζ
rt
(k))+k
D
ζ
rt_dif
(k)。5.根据权利要求4所述的一种基于注排水的水下潜器自动悬停控制系统，其特征在于：离散模块将连续的中间控制量con_temp按照离散规则进行离散化以匹配注排水系统，生成注排水指令并发送给注排水系统实施注排水；离散模块的离散规则如下：若((a1＜Con_temp＜b1)&(ζ
rt_dif
＞0))||(Con_temp＞b1)，则Con＝
‑
1，发送排水指令；若((b2＜Con_temp＜a2)&...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾浩然，潘晨阳，宋超，谢坤，李环，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：