一种改进型ROV位置保持自抗扰控制器及控制方法技术

技术编号:42083900 阅读:31 留言:0更新日期:2024-07-19 17:00
本发明专利技术公开了一种改进型ROV位置保持自抗扰控制器及控制方法,包括ROV数学模型主控芯片、x通道子控制器和y通道子控制器,x通道子控制器和y通道子控制器均包括最速跟踪微分器、改进型误差反馈控制器、扩张状态观测器和扰动过滤器;获取外部扰动信号,通过ROV数学模型输出位置信号,过滤高频扰动后输入扩张状态观测器,输出两个系统内部状态变量以及系统扰动观测值;获取目标位置信号经最速跟踪微分器输出位置跟踪信号和位置跟踪微分信号;计算误差信号,根据误差信号与位置误差阈值的大小采取分段控制策略,输出初步控制量经扰动补偿后获得最终控制量信号;本发明专利技术对扰动类型进行针对性控制,控制精准,位置保持效果好,波动性小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下机器人控制,更具体的说是涉及一种改进型rov位置保持自抗扰控制器及控制方法。


技术介绍

1、rov在执行特定任务时,比如水面对接、水下管道检修、石油开采等等都会对位置有严格要求,要求在作业过程中位置保持不变,这使得rov位置控制成为目前的研究热点。

2、水域环境复杂多变,外界干扰力类型也比较复杂,比如水中存在暗流、波浪、海洋生物等等,又比如外界风力、脐带缆反作用力等等,这些都会对rov位置保持造成干扰,由于rov工作环境中的存在多种干扰力,无法进行分类控制,且rov本身属于强耦合、强非线性结构、无法建立精确数学模型,无法进行精确控制,因此选用自抗扰控制方法,该方法不区分干扰类型,将所有干扰扩张成一个总扰动,十分适合rov工作环境。

3、一般认为rov位置变化是由波浪所引起的,一是由二阶波浪力引起的缓慢漂移运动,属于低频运动;二是由一阶波浪力引起的高频震荡。

4、但是,由于现在传统的控制器无法区分扰动类型,无法针对扰动类型做出具有针对性的控制,并且传统非线性误差反馈控制律中使用fal函数,在输入过大时,增本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改进型ROV位置保持自抗扰控制器,其特征在于,包括ROV数学模型主控芯片、x通道子控制器和y通道子控制器,x通道子控制器和y通道子控制器均包括最速跟踪微分器、改进型误差反馈控制器、扩张状态观测器和扰动过滤器;

2.根据权利要求1所述的一种改进型ROV位置保持自抗扰控制器,其特征在于,改进型误差反馈控制器采取的分段控制策略具体为:

3.根据权利要求2所述的一种改进型ROV位置保持自抗扰控制器,其特征在于,分段控制策略的函数为:

4.根据权利要求1所述的一种改进型ROV位置保持自抗扰控制器,其特征在于,扰动过滤器采用fal函数设计滤波器,具体为:<...

【技术特征摘要】

1.一种改进型rov位置保持自抗扰控制器,其特征在于,包括rov数学模型主控芯片、x通道子控制器和y通道子控制器,x通道子控制器和y通道子控制器均包括最速跟踪微分器、改进型误差反馈控制器、扩张状态观测器和扰动过滤器;

2.根据权利要求1所述的一种改进型rov位置保持自抗扰控制器,其特征在于,改进型误差反馈控制器采取的分段控制策略具体为:

3.根据权利要求2所述的一种改进型rov位置保持自抗扰控制器,其特征在于,分段控制策略的函数为:

4.根据权利要求1所述的一种改进型rov位置保持自抗扰控制器,其特征在于,扰动过滤器采用fal函数设计滤波器,具体为:

5.根据权利要求4所述的一种改进型rov位置保持自抗扰控制器,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:武建国杜康班慧军马梓铭刘文皓
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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