水下机器人轨迹跟踪控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水下机器人轨迹跟踪控制方法及装置，该方法包括：根据滑模控制方法，基于水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的目标值和实际值，以及水下机器人上一时刻的干扰力的观测值，确定水下机器人的操作杆当前时刻的控制信号；在当前时刻的控制信号对应的轨迹误差的估计值不大于目标阈值的情况下，根据自抗扰控制方法，基于水下机器人的操作杆当前时刻的活动角度的目标值，以及水下机器人的操作杆当前时刻的活动角度的跟踪信号的观测值、跟踪信号的微分信号的观测值和水下机器人当前时刻的干扰力的观测值，确定水下机器人的操作杆下一时刻的控制信号。本发明专利技术提供的水下机器人轨迹跟踪控制方法及装置能避免滑模控制的抖振现象。的抖振现象。的抖振现象。

【技术实现步骤摘要】
水下机器人轨迹跟踪控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及水下机器人控制
，尤其涉及一种水下机器人轨迹跟踪控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着现代技术的发展，人们开始使用水下的智能机器人(AUV)来代替人类潜入海底完成操作作业。运动控制是机器人在水下进行操作的基础，但水下环境复杂多变，因此对于其控制的精度以及稳定性都有很高的要求，现有的方案主要是采用滑模控制、模糊控制以及基于神经网络的方法。
[0003]滑模控制是目前所广泛接受并使用的方法，其结构简单，具有良好的瞬态性能和快速响应。模糊控制是一种逻辑控制方法，以模糊集合论和模糊逻辑推理为基础，适用于难以建模的对象，控制简单，抗干扰能力强。基于神经网络的方法是现在流行的一种解决方法，但只能通过实验结论论证。三种方法对水下操作机器人控制无法同时兼顾精度和稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种水下机器人轨迹跟踪控制方法及装置，用以解决现有技术中无法同时兼顾精度和稳定性的缺陷，实现避免滑模控制的抖振现象的发生，同时提高水下操作机器人控制的精度和稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括：根据滑模控制方法，基于水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的目标值和实际值，以及所述水下机器人上一时刻的干扰力的观测值，确定所述水下机器人的操作杆当前时刻的控制信号；在所述当前时刻的控制信号对应的轨迹误差的估计值不大于目标阈值的情况下，根据自抗扰控制方法，基于所述水下机器人的操作杆当前时刻的活动角度的目标值，以及所述水下机器人的操作杆当前时刻的活动角度的跟踪信号的观测值、跟踪信号的微分信号的观测值和所述水下机器人当前时刻的干扰力的观测值，确定所述水下机器人的操作杆下一时刻的控制信号。2.据权利要求1所述的水下机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述根据滑模控制方法，基于水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的目标值和实际值，以及所述水下机器人上一时刻的干扰力的观测值，确定所述水下机器人的操作杆当前时刻的控制信号之后，所述方法还包括：在所述当前时刻的控制信号对应的轨迹误差的估计值大于所述目标阈值的情况下，根据滑模控制方法，基于水下机器人的操作杆当前时刻的活动角度的目标值和实际值，以及所述水下机器人当前时刻的干扰力的观测值，确定所述水下机器人的操作杆下一时刻的控制信号。3.根据权利要求1所述的水下机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述水下机器人上一时刻的干扰力的观测值，基于扩展状态控制器获得的。4.根据权利要求3所述的水下机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述水下机器人的操作杆当前时刻的活动角度的跟踪信号的观测值、跟踪信号的微分信号的观测值和所述水下机器人当前时刻的干扰力的观测值，是基于所述扩展状态控制器获得的。5.根据权利要求1所述的水下机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述根据滑模控制方法，基于水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的目标值和实际值，以及所述水下机器人上一时刻的干扰力的观测值，确定所述水下机器人的操作杆当前时刻的控制信号，具体包括：其中，u1(t)为所述水下机器人的操作杆当前时刻的控制信号，为所述水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的实际值对应的角速度矢量，为所述水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的目标值对应的角速度矢量，为所述水下机器人的操作杆上一时刻的活动角度的目标值对应的角加速度，为所述水下机器人上一时刻的干扰力的观测值，A是对称正定惯量的逆矩阵，B是对称正定惯量的逆矩阵与由离心力和哥氏力组成的向量的乘积，k
f
为切换增益系数。6.根据权利要求1所述的水下机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于，所述根据自抗扰控制方法，基于所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文迪，
申请(专利权)人：中移雄安信息通信科技有限公司中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：