一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法组成比例

本发明专利技术属于水下机器人控制领域，具体说是一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法。包括以下步骤：1)基于水下机器人推进器产生的推力，构建相邻时刻推进器推力与能耗关系的目标函数J；2)构建目标函数线性优化近似解方程；3)根据目标函数线性优化近似解方程，得到某一时刻推进器的推力T

【技术实现步骤摘要】
一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法


[0001]本专利技术属于水下机器人控制领域，具体说是一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法。

技术介绍

[0002]随着水下机器人在海洋、湖泊、河流等领域的广泛应用，能源与功耗关系到机器人的作业效率和范围，水下机器人在运动过程中的能耗问题也逐渐引起工程师们的关注，尤其是自主水下机器人的电池能源是十分有限的，能耗问题直接关系到其作业质量。水下机器人在水平面的运动路径规划是海洋探测作业的主要任务之一，水平面运动合理的分配推力将会有效的优化能耗，提高作业效率，延长水下机器人作业时间，节约在海上的作业工时。传统的推力分配方法大部分是受执行机构约束的伪逆矩阵求解方式，缺点是计算复杂度较高，只能离线执行，不能在线实现基于能耗的推力分配，传统的推力分配只考虑当前时刻的能耗优化，忽略了相邻时刻推力分配对能耗的影响，无法实现在一个时间区段内的能耗优化。因此，研究一种高效的、具有在线计算能耗能力的推力分配方法是实现水下机器人优化能耗合理分配推力的重要环节。

技术实现思路

[0003]基于以上技术缺陷，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于水下机器人推进器产生的推力，构建相邻时刻推进器推力与能耗关系的目标函数J；2)构建目标函数线性优化近似解方程；3)根据目标函数线性优化近似解方程，得到某一时刻推进器的推力T
k
；4)循环执行步骤1)～步骤3)，根据推进器的推力实时驱动控制推进器，实现水下机器人低能耗的运动控制。2.根据权利要求1所述的一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法，其特征在于，所述目标函数J为：所述目标函数J为：所述目标函数J为：其中，μ是相邻时刻推力的影响因子，λ1是某时刻推力误差的权重因子，λ2是某时刻推力力矩误差的权重因子，T
x
是水下机器人在k时刻前进方向的目标推力，T
i
(k)是某个水平方向推进器在k时刻产生的推力，T
i
(k
‑
1)某个水平方向推进器在k的前一时刻产生的推力，M
z
是水下机器人在k时刻水平方向推进器的目标转向力矩，T
x
′
是目标推力与实际推力的差，M
z
'实现目标力矩与实际力矩的差，T

【专利技术属性】
技术研发人员：贾栋，王轶群，王泽众，姜金祎，郭春雷，郑旭，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：