一种基于参数辨识的无人艇自适应控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于自适应的无人艇航迹控制方法，通过惯性导航设备测量无人艇的纵荡速度信号、侧向位置信号以及艏向角信号，并根据纵荡速度误差信号、侧向位置误差信号、以及艏向角误差信号通过二阶震荡微分滤波器得到滤波微分信号，并叠加相应误差积分信号组成速度误差滑模信号与艏向角误差滑模信号；再通过自适应规律设计分别对纵荡推进力与轨迹控制的无人艇转艏力矩信号进行自适应补偿，并通过定常纵荡推进力信号叠加相应的滑模非线性信号、自适应控制信号得到最终的纵荡推进力与转艏力矩，从而实现对给定速度的跟踪与期望轨迹的跟踪控制。迹的跟踪控制。迹的跟踪控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于参数辨识的无人艇自适应控制方法


[0001]本专利技术涉及无人艇的纵向推进、速度控制领域，具体而言，涉及一种基于参数辨识的无人艇自适应控制方法。

技术介绍

[0002]无人艇的纵向推进与速度控制传统上一般采用误差反馈以及等效控制结构补偿的方式，因此在工程设计中需要知道无人艇的结构尺寸等精确信息，以及转动惯量等质量分布信息，然后进行结构补偿。由于无人艇模型存在较多的非线性以及耦合影响，因此上述模型结构参数的精确获取是比较困难的，以及无人艇在水面运行过程中受到的风浪干扰影响，因此模型参数总是存在不确定性，因此靠预先知道结构信息来进行精确补偿的思想在实际工程中是难以完全实现的，总有部分不确定性导致部分结构信息难以被完全补偿，从而造成速度控制的平稳性、抗干扰能力、以及精确性均存在一定的不足。基于上述背景原因，本专利技术以及参数辨识的思想，采用两种自适应的方法是无人艇的结构干扰信息进行自适应辨识补偿，并结构反馈控制的思想，提出了一种自适应控制方法，实现了无人艇纵向推进速度的精确反馈抗干扰控制，也使得本专利技术具有很高的工程应用推广价值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于参数辨识的无人艇自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，在无人艇上安装惯性导航设备，测量无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号，并根据无人艇任务，设置无人艇的期望纵荡速度信号，进行比较后得到无人艇的纵荡速度误差信号；再根据纵荡速度误差信号进行组合非线性变换，得到纵荡速度误差非线性信号；然后根据纵荡速度误差非线性信号通过惯性延迟环节，得到速度常值干扰惯性自适应估计信号；并根据纵荡速度误差非线性信号与纵荡速度误差信号设计速度常值干扰迭代自适应速率信号；然后再进行积分迭代，得到速度常值干扰迭代自适应估计信号；然后叠加速度常值干扰惯性自适应估计信号得到速度常值干扰参数自适应辨识总信号如下：e1＝u
‑
u
d
；；；c
0b
(n+1)＝c
0b
(n)+c
d0b
T；其中u为无人艇的纵荡速度信号，r为无人艇的艏摇角速度信号；u
d
为无人艇的期望纵荡速度信号；e1为无人艇的纵荡速度误差信号；s为惯性延迟环节传递函数的微分算子；e
a1
为纵荡速度误差非线性信号；l
11
、l
12
与ε1为非线性变换的常值参数；T1为惯性延迟环节的时间参数，为常数；c
0a
为速度常值干扰惯性自适应估计信号；c
d0b
为速度常值干扰迭代自适应速率信号；c
0b
为速度常值干扰迭代自适应估计信号，l
13
、l
14
为常值参数信号，用于调节自适应迭代的速度快慢；T为迭代周期参数，为常值；为速度常值干扰参数自适应辨识总信号；步骤S20，根据所述的纵荡速度误差非线性信号、无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号，通过惯性延迟环节，得到平动转动耦合干扰惯性自适应估计信号；再根据所述的纵荡速度误差信号、纵荡速度误差非线性信号、无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号进行非线性组合，得到平动转动耦合干扰迭代自适应速率信号，再进行积分迭代，得到平动转动耦合干扰迭代自适应估计信号；然后叠加平动转动耦合干扰惯性自适应估计信号得到平动转动耦合干扰参数自适应辨识总信号如下：转动耦合干扰参数自适应辨识总信号如下：c
1b
(n+1)＝c
1b
(n)+c<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国欣，孙宏波，王兆通，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：