X制造技术

本发明专利技术提供了一种

【技术实现步骤摘要】
X型舵水下航行器姿态控制方法、系统和计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及水下航行器自动控制领域，特别涉及一种
X
型舵水下航行器姿态控制方法
、
系统和计算机存储介质
。

技术介绍

[0002]水下航行器是一种高端海洋工程装备，广泛应用于海洋科学研究
、
资源勘探
、
科学侦测
、
搜索援救等领域
。
近年来，为了提升水下航行器的操纵能力，新型装备层出不穷，
X
型舵水下航行器就是其中一种
。
该类型的航行器艉舵采用异构
X
型布置形式，相较于一般的十字舵型水下航行器，其操纵能力及机动性更佳
、
容错性更强
。
[0003]水下航行器在特殊工况下需要进行低速航行，同时需要精准的进行转向操作
。
在相关技术中，水下航行器均是依靠转舵的方式进行姿态控制和调整
。
[0004]单纯依靠多系统进行水下航行器的姿态控制和调整，在低速航行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
X
型舵水下航行器姿态控制方法，其特征在于，包括：获取
X
型舵水下航行器的实时姿态信息
、
实时速度信息和
X
舵四个舵角的实时角度信息，所述实时姿态信息包括横滚角
、
俯仰角和回转角以及对应的角速度；基于所述实时姿态信息解算出舵水综合理想操纵力矩；基于所述实时速度信息和所述
X
舵四个舵角的实时角度信息获取最大舵效实时评估值，并结合所述实时速度信息和所述最大舵效实时评估值对所述舵水综合理想操纵力矩进行分配，以获取水系统操纵力矩和舵系统操纵力矩；基于所述水系统操纵力矩对所述
X
型舵水下航行器的水系统执行机构进行控制，基于所述舵系统操纵力矩对
X
舵的四个舵角进行控制，已实现对所述
X
型舵水下航行器进行姿态调节
。2.
根据权利要求1所述的
X
型舵水下航行器姿态控制方法，其特征在于，所述基于所述实时姿态信息解算出舵水综合理想操纵力矩，包括：基于所述
X
型舵水下航行器的理想横滚角
、
理想俯仰角和理想回转角与所述实时姿态信息中的所述横滚角
、
所述俯仰角和所述回转角的偏差，生成所述横滚角
、
所述俯仰角和所述回转角的虚拟角速度控制量；基于所述虚拟角速度控制量与所述实时姿态信息中的所述横滚角
、
所述俯仰角和所述回转角对应的角速度的偏差，结合
X
型舵水下航行器动力学模型，生成所述舵水综合理想操纵力矩
。3.
根据权利要求1所述的
X
型舵水下航行器姿态控制方法，其特征在于，所述基于所述实时速度信息和所述
X
舵四个舵角的实时角度信息获取最大舵效实时评估值，并结合所述实时速度信息和所述最大舵效实时评估值对所述舵水综合理想操纵力矩进行分配，以获取水系统操纵力矩和舵系统操纵力矩，包括：基于所述实时速度信息进行所述
X
型舵水下航行器的航速判断；结合所述航速和所述最大舵效实时评估值对所述舵水综合理想操纵力矩进行决策分配，当所述航速小于或等于设定值时，判定所述水系统操纵力矩等于所述舵水综合理想操纵力矩，所述舵系统操纵力矩为0；当所述航速大于所述设定值，且所述最大舵效实时评估值大于或等于所述舵水综合理想操纵力矩时，判定所述水系统操纵力矩为0，所述舵系统操纵力矩等于所述舵水综合理想操纵力矩；当所述航速大于所述设定值，且所述最大舵效实时评估值小于所述舵水综合理想操纵力矩时，基于所述
X
型舵水下航行器的最大移水力矩和移水过程时间指标值对所述水系统操纵力矩和所述舵系统操纵力矩进行分配
。4.
根据权利要求3所述的
X
型舵水下航行器姿态控制方法，其特征在于，所述基于所述
X
型舵水下航行器的最大移水力矩和移水过程时间指标值对所述水系统操纵力矩和所述舵系统操纵力矩进行分配，基于以下表达式实现：
其中，所述
τ
1max
为所述
X
型舵水下航行器的最大移水力矩，
t1为所述移水过程时间指标值
。5.
根据权利要求3所述的
X
型舵水下航行器姿态控制方法，其特征在于，所述设定值为
0.5
节
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：徐侃，张英浩，佘莹莹，刘刚，赵寅，刘承，郭嵩，刘元，唐一夫，李强，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：