一种应用于潜航器的矢量推进系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于潜航器的矢量推进系统的控制方法，利用绕x轴、绕y轴转动的舵角数据计算出三个力输出单元对应的输出绝对角度或位移量，然后控制力输出单元带动三个力传导轴在以平行于中心轴方向的一定范围内运动，最终通过共同作用带动尾部主推电机方向的变换，从而实现了潜航器航行过程中的空间多自由度运动状态随意切换。本发明专利技术的方法为潜航器的矢量推进系统控制技术提供了新思路和新策略，解决了水下UUV矢量推进系统现有的控制方法存在的控制效率低、力输出单元同步性差、方法实现过程复杂、稳定可靠性差等各种问题，能够大力促进潜航器矢量推进系统的发展。够大力促进潜航器矢量推进系统的发展。够大力促进潜航器矢量推进系统的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于潜航器的矢量推进系统的控制方法


[0001]本专利技术涉及潜航控制
，更具体的说是涉及一种应用于潜航器的矢量推进系统的控制方法。

技术介绍

[0002]随着社会不断发展，水下潜航器技术的大幅提升和推广应用的深入，使得水下潜航器(UUV)在水下无人系统中的地位越来越重要。
[0003]在军用领域：水下无人系统作战的核心装备是水下潜航器(UUV)，UUV可以作为潜艇自卫和进攻的手段，如由潜艇鱼雷管发射的UUV可以水下监视、探测水下雷场、跟踪并消灭敌潜艇。UUV还可以作为潜艇远距离航行的通信中继站，提高潜艇的生存能力，还可以作为诱饵将敌潜艇诱至埋伏区，然后协同围歼。作为反水雷工具，UUV可以深入敌方水雷区绘制雷区图，以引导己方潜艇顺序通过，同时他可以对己方的水雷区进行巡逻保护，防止敌方破坏。
[0004]在民用领域：水下潜航器可用作海洋科学调查、微地貌扫测、水文气象观测、失事目标物探测寻找等诸多领域。
[0005]UUV的发展经历了ROV和AUV两个阶段，相比于ROV，AUV执行任务时不需要人的操作，由控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于潜航器的矢量推进系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设定矢量推进系统的参数，建立力传导轴与中心轴以三轴120
°
布局的矢量推进系统的空间坐标系；步骤2：简化矢量推进系统，构建系统矩阵；步骤3：根据矢量推进系统的输入状态向量和对应的输出控制向量建立转换方程；步骤4：简化矢量推进系统，形成三维主视简图，结合步骤3中的转换方程和步骤1中设定的参数构建转换函数；步骤5：接收潜航器控制系统传输的在空间坐标系下的舵角数据，作为当前输入状态向量，结合系统矩阵和转换函数计算输出控制向量，并采用PID负反馈控制方法对矢量推进系统进行闭环控制，调整当前输出控制向量，获得最终输出控制向量；步骤6：根据最终输出控制向量控制三个力传导轴运动，从而调整矢量推进系统的尾部主推电机与潜航器艇体的夹角，实现潜航器航行过程中的空间运动状态变换。2.根据权利要求1所述的一种应用于潜航器的矢量推进系统的控制方法，其特征在于，空间坐标系的建立过程为：步骤11：以矢量推进系统的尾部主推电机所在中心轴，与舵机端和中心轴相垂直的平面SA相交点为坐标原点，用右手三指定则建立空间坐标系Oxyz，原点为O，x、y、z为三轴；步骤12：中心轴至三个力传导轴的距离相等，中心轴与任意力传导轴的距离为L，则三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺礼，叶秀芬，张荣浩，刘文智，李海波，于力明，梁启鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：