【技术实现步骤摘要】
无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法及系统
[0001]本专利技术涉及无人水下航行器
，具体涉及一种无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法及系统。
技术介绍
[0002]无人水下航行器(简称UUV)近年来在海洋工程领域大显身手，其应用范围已拓展到多个方向，包括但不限于：水下探测、地形测绘、水产养殖、海事搜救、海洋军事等。要完成上述海洋作业任务，UUV必须具备良好的操控性能。
[0003]影响UUV操控性能的最关键因素是UUV的艉舵。目前，常见的UUV艉舵大多采用十字舵位形布置方式，这种位形布置方式中，舵面的布置方向与UUV在水平面和垂直面的控制方向一一对应，控制起来非常简单方便。但十字型艉舵布置方式面临能量消耗大、艉舵舵面突出艇体基线过多、卡舵后基本不具备正常操纵能力等问题，影响UUV操纵的安全性与可靠性。X舵是另一种艉舵布置形式，相较于十字舵位形，X舵位形的四个舵面可以不突出艇体基线，且因为其四个舵面处于分离状态且每个舵面的控制均可以在水平面和垂直面上产生分作用力，因而X舵具备能耗优化操纵以及卡舵下的操控能...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，包括：获取无人水下航行器活动范围内的水下环境信息；感知无人水下航行器的实时状态信息，所述实时状态信息包括运动状态信息、舵角信息和/或剩余电量信息；根据无人水下航行器的水下环境信息和实时状态信息，结合预先构建的无人水下航行器知识库进行融合诊断，并输出电量不足风险因子、危险环境风险因子或卡舵故障风险因子；根据电量不足风险因子、危险环境风险因子或卡舵故障风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号；接收艉舵位形切换控制信号，并根据所述艉舵位形切换控制信号驱动艉舵电机旋转至指定艉舵位形。2.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，根据电量不足风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号包括：当无人水下航行器的电池剩余电量占总电量的百分比低于设定阈值，且电量不足风险因子P
E
小于0，则输出从十字舵位形向X舵位形切换的控制信号，且在切换完成后，不再切换回十字舵位形。3.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，根据危险环境风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号包括：若危险环境风险因子P
C
大于0，则继续保持十字舵位形，不切换；若危险环境风险因子P
C
小于0，且危险环境风险因子P
X
大于0，则输出从十字舵位形向X舵位形切换的控制信号，并在危险环境风险因子P
C
大于0之后，输出从X舵位形向十字舵位形切换的控制信号；若危险环境风险因子P
C
及危险环境风险因子P
X
均小于0，则放弃当前危险环境工况作业任务，执行回收操作。4.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，根据卡舵故障风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号包括：若卡舵故障风险因子P
q
及卡舵故障风险因子P
r
均大于等于0，则继续保持十字舵位形，不切换；若卡舵故障风险因子P
q
或卡舵故障风险因子P
r
小于0，则输出从十字舵位形向X舵位形切换的控制信号，且切换完成后，不再换回十字舵位形。5.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，驱动艉舵电机旋转至指定艉舵位形后，还包括：监测无人水下航行器艉舵位形切换是否到位，若切换到位则反馈位形切换状态信息；发出艉舵锁定指令至锁定装置，进行艉舵锁定。6.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，所述无人水下航行器知识库存储的数据包括无人水下航行器艇体几何参数、X舵/十字舵位形下的艉部特征参数、无人水下航行器运动控制模型、无人水下航行器运动历史数据、无人水下航行器在典型工作任务下的电量消耗数据。7.如权利要求3所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，所述
危险环境风险因子P
C
及危险环...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏英凯，徐侃，徐根，王立恒，卢有旺，袁胤桢，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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