一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法技术

本发明专利技术公开了一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法，属于智能机械技术领域，方法包括：建立水下直升机的惯性坐标系与运动坐标系；根据各坐标系下的数据参数，将水下直升机相对于海流的速度和海流流速两者的组合作为水下直升机的速度状态，并结合水下直升机的推进器故障因素，建立水下直升机的六自由度动力学模型；构造性能函数和误差变换关系式，并利用性能函数约束水下直升机运动轨迹的六个自由度；引入反正切函数，设计扰动观测器，以对外部环境带来的非线性扰动进行补偿；结合预设性能方法和有限时间算法，设计水下直升机的有限时间预设性能控制器，以控制水下直升机对期望轨迹进行跟踪。对期望轨迹进行跟踪。对期望轨迹进行跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法


[0001]本专利技术属于智能机械
，具体涉及一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着海洋技术的发展，工业体系与智能制造的不断升级，关于水下无人系统智能化、作业化的研究迈入新的阶段。自主式潜水器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)凭借其活动范围广、下潜深度大、可重复使用、自治性强、便于维修和高精度的优点进而在资源勘探、物标观测、水下巡游、区域测绘和海事救援等海洋工程领域中愈发重要，同时也逐渐成为海洋环境和生物分析等科学研究的数据和样本收集工具。目前，在复杂环境下执行作业，尤其是近海底环境下执行精细化作业，是自主式潜水器在海上工程使用的一大研究趋势。在实际应用过程中通常会要求自主式潜水器进行复杂的轨迹跟踪任务，如对海上工程基地进行水下设备全方位巡检和海域立体化的安防巡航。这既对自主式潜水器本体的高机动运动能力提出了要求，也对其运动控制算法带来了挑战。
[0003]目前，水下直升机作为自主式潜水器的一个分支，其轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
表示所述推力分配矩阵的标称值，u表示所述推进器的控制信号，K
th
表示一个对角矩阵，所述对角矩阵K
th
第i行第i列的元素k
thii
∈[0,1]表示相应的推进器故障程度；S1023：确定所述Fossen大纲六自由度非线性模型的不确定性、环境扰动和所述推进器的故障带来的影响d：S1024：根据所述实际控制力、力矩和所述影响d改写所述Fossen大纲六自由度非线性模型，得到公式4：其中，C
RBη0
，C
Aη0
，D
η0
和g
η0
分别代表C
RBη
，C
Aη
，D
η
和g
η
的标准值；S1025：令表示控制系统的状态变量，并利用所述控制系统的状态变量表示水下直升机的动力学方程：其中，T表示转置运算，表示所述水下直升机位置状态的一阶导数，x2表示所述水下直升机的速度状态；S1026：整合所述水下直升机的动力学方程，得到所述水下直升机的动力学模型：其中，5.根据权利要求1所述的水下直升机有限时间循迹方法，其特征在于，所述S103具体包括：S1031：构造所述性能函数ρ(t)：ρ(t)＝(ρ0‑
ρ
∞
)exp(
‑
kt)+ρ
∞
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式7其中，ρ0、ρ
∞
和k为预先给定的正常数。6.根据权利要求5所述的水下直升机有限时间循迹方法，其特征在于，所述S103还包括S1032：利用所述性能函数约束所述水下直升机运动轨迹的六个自由度，建立的约束关系为：
‑
ρ
i
(t)＜e
i
(t)＜ρ
i
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式8其中，e
i
(t)＝x
i
‑
x
di
＝η
i
‑
η
di
，x
di
＝η
di
定义了第i个自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄豪彩，王卿，吴哲远，谢苗苗，宋子龙，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：