【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械控制，具体涉及一种事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法和系统。
技术介绍
1、自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,auv)的协同编队在军事防御、资源勘探和环境监测等各种应用中具有独特优势，因此近年来一直是一个研究热点。一种称为水下直升机(autonomous underwater helicopter,auh)的新型水下航行器在抵近观测、定点悬停等方面具有突出优势，与水下停机坪的配合使用能进一步地增加其续航能力和探测范围，更加适合上述特种水下作业任务，同时，在某些情况下，我们希望水下航行器进入由几个领航者组成的几何区域内，并保持这种编队模式跟踪给定路径，这被称为合围控制任务。水下直升机合围控制的复杂性来自多个方面，包括水下直升机具有复杂的未知非线性动力学，水下环境存在未知时变扰动等。
2、目前，针对水下直升机的控制局限于设计控制器保证控制系统的稳定，并未对水下直升机合围控制时追踪误差的收敛过程进行控制，不能在有限时间内完成水下直升机合围控制，控制性能不足，另外，由于控制输入的连续变化，导致水下直升机推进器推力时刻发生变化，这加速了水下直升机推进器的机械磨损。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的针对水下直升机的控制局限于设计控制器保证控制系统的稳定，并未对水下直升机合围控制时追踪误差的收敛过程进行控制，不能在有限时间内完成水下直升机合围控制，控制性能不足，另外，由于控制输入的连续变化，导致水下直升机推进器
2、第一方面
3、本专利技术提供了一种事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，包括：
4、s101：建立由多个水下直升机和多个虚拟领航者组成的具有非线性不确定项和外部时变扰动项的动力学模型，其中，多个虚拟领航者组成几何区域，将水下直升机的跟踪路径限制在几何区域内；
5、s102：确定合围编队控制器的约束条件；
6、s103：设定预设收敛时长，在约束条件下建立动力学模型的有限时长性能函数；
7、s104：确定有限时长性能函数下的转换误差；
8、s105：根据转换误差，利用径向基函数神经网络逼近动力学模型的动力学不确定项，利用扰动观测器跟踪动力学模型的外部时变扰动项，结合动态面控制技术和反步法建立合围编队控制率；
9、s106：建立基于动态阈值的事件触发控制器，结合中间控制率控制合围编队控制率的更新频率，其中，中间控制率为两个触发时刻之间所使用的控制率；
10、s107：利用合围编队控制率控制动力学模型，完成水下直升机的合围编队控制。
11、第二方面
12、本专利技术提供了一种事件触发框架下水下直升机合围编队控制系统，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；处理器被配置为调用存储器存储的指令，以执行第一方面中的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法。
13、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益技术效果：
14、(1)在本专利技术中，建立了包括水下直升机和虚拟领航者的动力学模型，确定了保证控制器控制性能的约束条件，在这个基础上重新建立了有限时长性能函数，进而重新定义合围控制的转换误差，利用反步法设计水下直升机的自适应合围编队控制率，通过径向基函数神经网络和扰动补偿器分别处理动力学模型的动力学不确定性和水下环境的外部时变扰动，使得设计出的合围编队控制器在满足符合控制器控制性能的同时，能够按预定目标在预设收敛时长内完成收敛过程，保证跟踪误差在有限时间内收敛，使得水下直升机合围编队高效率的完成合围任务，提升控制器控制性能。使得水下直升机合围编队能够按预期完成合围任务，增加控制可调整性和及时性。
15、(2)通过引入基于动态阈值的事件触发控制机制，这种时间触发机制在保证控制性能的前提下，使得控制器只有在接收到超出动态阈值范围的输入信号时才执行机械调整，减少控制器的更新频率，降低水下直升机机械磨损，提升水下直升机寿命，同时，动态阈值条件的引入，能够更好的平衡降低控制频率和保证控制性能的关系。
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1.一种事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述动力学模型为：
3.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述约束条件包括对于所有水下直升机均存在一个以虚拟领航者为根节点的有向生成树、所述虚拟领航者的轨迹及轨迹导数有界、所述外部时变扰动有界。
4.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述有限时长性能函数具体为：
5.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述S104具体包括：
6.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述S105具体包括：
7.根据权利要求6所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述S105还包括：
8.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述S106具体包括：
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【技术特征摘要】
1.一种事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述动力学模型为：
3.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述约束条件包括对于所有水下直升机均存在一个以虚拟领航者为根节点的有向生成树、所述虚拟领航者的轨迹及轨迹导数有界、所述外部时变扰动有界。
4.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征在于，所述有限时长性能函数具体为：
5.根据权利要求1所述的事件触发框架下水下直升机合围编队控制方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋子龙，黄豪彩，吴哲远，王卿，路小璐，
申请(专利权)人：东海实验室，
类型：发明
国别省市：
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