本发明专利技术提供一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，该包括：获取控制参数和主动侧杆的侧杆位移；基于侧杆位移对控制参数进行调整；判断水下载人航行器在侧杆位移下运行是否超过安全操纵界限；在水下载人航行器在当前侧杆位移下运行未超过安全操纵界限的情形下，基于侧杆位移与实时调整后的控制参数生成第一主动加载力矩，以通过第一主动加载力矩控制主动侧杆的反向驱动力；在水下载人航行器在当前侧杆位移下运行超过安全操纵界限的情形下，生成第二主动加载力矩，以通过第二主动加载力矩调整反向驱动力。本发明专利技术适应不同操纵人员对阻尼特性的需求，主动侧杆技术将安全操纵界限，航行状态等信息进行融合保证艇员做出正确的操纵行为。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶控制，尤其涉及一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法。
技术介绍
1、水下载人航行器的主动侧杆技术，可以使艇员在操纵侧杆时有反馈控制力感，进而影响航行器的操纵性能。
2、目前大多数水下载人航行器的操纵控制系统的侧杆采用纯机械阻尼侧杆，结构简单，可靠性高。但无法适应不同操纵人员对阻尼特性的需求。另一方面，侧杆无法感受到航行器安全操纵界限的操纵限制。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种应用于水下载人航行器的侧杆结构及水下载人航行器，用以解决现有技术中水下载人航行器的操纵控制系统无法适应不同操纵人员对阻尼特性的需求，而且无法感受到航行器安全操纵界限的操纵限制的问题。
2、本专利技术提供一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，包括如下步骤：
3、获取控制参数和主动侧杆的侧杆位移；
4、基于所述侧杆位移对所述控制参数进行调整；
5、判断水下载人航行器在所述侧杆位移下运行是否超过安全操纵界限；
6、在水下载人航行器在当前所述侧杆位移下运行未超过安全操纵界限的情形下，基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数生成第一主动加载力矩，以通过所述第一主动加载力矩控制主动侧杆的反向驱动力；
7、在水下载人航行器在当前所述侧杆位移下运行超过安全操纵界限的情形下，基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数在所述第一主动加载力矩的基础上生成第二主动加载力矩，以通过所述第二主动加载力矩调整所述反向驱动力。
8、根据本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，所述基于所述侧杆位移对所述控制参数进行调整的步骤包括：
9、基于所述侧杆位移，确定相位延迟和迅猛因子；
10、基于所述相位延迟和所述迅猛因子对所述控制参数进行实时调整。
11、根据本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，所述相位延迟
12、其中，tr1和tr2为运动角速率响应的第1和第2个峰值的时刻，tδ1和tδ2分别为操纵周期中侧杆角位移第1个和第2个峰值的时刻。
13、根据本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，所述迅猛因子
14、其中，tr1和tr2为运动角速率响应的第1和第2个峰值的时刻；为侧杆操纵角位移对时间的导数。
15、根据本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，所述控制方法还包括：
16、获取主动侧杆受反向驱动力驱动的外力；
17、基于所述外力，修正由所述第一主动加载力矩或所述第二主动加载力矩控制的所述反向驱动力；
18、在所述外力大于所述反向驱动力时，增加所述反向驱动力；
19、在所述外力小于所述反向驱动力时，降低所述反向驱动力。
20、根据本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，所述侧杆位移包括：角位移速率和超出安全操作的界限距离；
21、所述基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数生成第一主动加载力矩的步骤，包括：
22、基于所述角位移速率与实时调整后的所述控制参数生成所述第一主动加载力矩。
23、根据本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，所述基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数在所述第一主动加载力矩的基础上生成第二主动加载力矩的步骤，包括：
24、基于所述角位移速率与实时调整后的所述控制参数生成所述第一主动加载力矩；
25、基于所述界限距离与实时调整后的所述控制参数调整所述第一主动加载力矩，生成所述第二主动加载力矩。
26、本专利技术还提供一种侧杆结构的控制系统，包括：
27、获取模块，用于获取控制参数和主动侧杆的侧杆位移；
28、调整模块，用于基于所述侧杆位移对所述控制参数进行调整；
29、判断模块，用于判断水下载人航行器在所述侧杆位移下运行是否超过安全操纵界限；
30、第一执行模块，用于在水下载人航行器在当前所述侧杆位移下运行未超过安全操纵界限的情形下，基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数生成第一主动加载力矩，以通过所述第一主动加载力矩控制主动侧杆的反向驱动力；
31、第二执行模块，用于在水下载人航行器在当前所述侧杆位移下运行超过安全操纵界限的情形下，基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数在所述第一主动加载力矩的基础上生成第二主动加载力矩，以通过所述第二主动加载力矩调整所述反向驱动力。
32、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法。
33、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法。
34、本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法。
35、本专利技术提供的一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，通过获取控制参数和主动侧杆的侧杆位移；基于侧杆位移对控制参数进行调整；判断水下载人航行器在侧杆位移下运行是否超过安全操纵界限；在水下载人航行器在当前侧杆位移下运行未超过安全操纵界限的情形下，基于侧杆位移与实时调整后的控制参数生成第一主动加载力矩，以通过第一主动加载力矩控制主动侧杆的反向驱动力；在水下载人航行器在当前侧杆位移下运行超过安全操纵界限的情形下，基于侧杆位移与实时调整后的控制参数在第一主动加载力矩的基础上生成第二主动加载力矩，以通过第二主动加载力矩调整反向驱动力。
36、该水下载人航行器的侧杆结构控制方法具有多重应用价值，包括：
37、(1)有助于提升航行操纵安全。主动侧杆技术将安全操纵界限，航行状态等信息进行融合，反馈为侧杆反向驱动力，杆力变化能够提示艇员是否接近或超越了安全操纵范围，再通过仪表显示功能将状态更完整的传达给艇员，保证艇员做出正确的操纵行为。
38、(2)提升艇员操纵体验和人机工效。侧杆的控制算法，可实现对机构摩擦力补偿，并自适应调节侧杆的相应刚度、阻尼参数，从而调整操纵力感特性，降低操纵负荷，提升操纵体验。
39、(3)提升潜操系统控制品质。主动操纵技术，自适应调节技术将使得下达的舵杆指令更为平稳、准确和快速，将有效避免指令舵角、指令航向角、指令深度、指令变化速率等参数抖动，从而提升控制品质。
40、(4)有助于减员增效。主动操作杆技术将水下载人航行器多方面航行态势信息融合到杆位移和杆力中，从而实现单人操艇，减员增效。
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【技术保护点】
1.一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述基于所述侧杆位移对所述控制参数进行调整的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述相位延迟
4.根据权利要求2所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述迅猛因子
5.根据权利要求1所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
6.根据权利要求1所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述侧杆位移包括：角位移速率和超出安全操作的界限距离；
7.根据权利要求6所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述基于所述侧杆位移与实时调整后的所述控制参数在所述第一主动加载力矩的基础上生成第二主动加载力矩的步骤，包括：
8.一种侧杆结构的控制系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述水下载人航行器的侧杆结构控制方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述水下载人航行器的侧杆结构控制方法。
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【技术特征摘要】
1.一种水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述基于所述侧杆位移对所述控制参数进行调整的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述相位延迟
4.根据权利要求2所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述迅猛因子
5.根据权利要求1所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
6.根据权利要求1所述的水下载人航行器的侧杆结构控制方法，其特征在于，所述侧杆位移包括：角位移速率和超出安全操作的界限...
【专利技术属性】
技术研发人员：佘莹莹，郭嵩，徐侃，刘刚，张英浩，刘元，徐俊，唐一夫，羊慧，李强，张超，
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：
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