基于控制重构的水下航行器X型舵容错控制方法及其系统技术方案

技术编号:42404128 阅读:23 留言:0更新日期:2024-08-16 16:24
本发明专利技术涉及舵机控制技术领域,具体涉及一种基于控制重构的水下航行器X型舵容错控制方法及系统,该方法包括构建十字舵角到X型舵的舵角转换矩阵;构建单舵卡从十字舵到X型舵的舵角分配矩阵;当航行器航行过程中X舵的任一舵发生卡死故障时,获取其他三个正常舵的舵角;并获取发生卡死故障舵的卡舵角;获取三个正常舵的期望舵角,继续执行航行任务。本发明专利技术大大提高了X舵航行器的生命力与故障情况下的挽回能力,避免出现故障情况下航行器沉底或者失控的情况发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及舵机控制,具体涉及一种基于控制重构的水下航行器x型舵容错控制方法及其系统。


技术介绍

1、一般的水下航行器不配备潜伏系统,其升沉运动需依靠操纵艉舵实现,同时艉舵还被用于控制航行器的航向与横滚。为提高水下航行器的机动能力,增强其运动灵活性,水下航行器发展史上出现了多种多样的艉舵舵型,包括十字型、木字型、t字型和x型等。木字型和t型舵主要出现在早期的潜艇上,但随着人们对操纵性的研究越来越深入,这两种舵型逐渐被淘汰。十字型艉舵是目前应用最多,也是发展最完善的一种舵型,而随着现代水下航行器的发展,其各项性能要求也越来越高,如今越来越多的水下航行器开始使用x型舵来提高机动性和安全性,如图1所示。

2、x型舵在容错控制方面有着天然优势,舵故障对于十字舵而言是是非常严重的,它的出现往往意味着操纵能力的丧失,而对于x型舵,它的独特构型使得水下航行器在某个舵故障后依然能维持一定的机动能力。舵故障发生时,若仍能获取舵状态,特别是舵角值状态,那么控制重构将是一种有效的容错控制方法。控制重构也称为控制重组态,它的基本原理是协调分配系统中冗余执行机构的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于控制重构的水下航行器X型舵容错控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于控制重构的水下航行器X型舵容错控制方法,其特征在于,所述十字舵角到X型舵的舵角转换矩阵,如下所示:

3.根据权利要求1所述的基于控制重构的水下航行器X型舵容错控制方法,其特征在于,所述水下航行器的等效十字水平舵角、垂直舵角和差动舵角,其计算公式如下:

4.根据权利要求1所述的基于控制重构的水下航行器X型舵容错控制方法,其特征在于,当航行器航行过程中X舵的任一舵发生卡死故障时,舵角之间的转换关系为:

5.根据权利要求4所述的基于控制重构的水下航...

【技术特征摘要】

1.一种基于控制重构的水下航行器x型舵容错控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于控制重构的水下航行器x型舵容错控制方法,其特征在于,所述十字舵角到x型舵的舵角转换矩阵,如下所示:

3.根据权利要求1所述的基于控制重构的水下航行器x型舵容错控制方法,其特征在于,所述水下航行器的等效十字水平舵角、垂直舵角和差动舵角,其计算公式如下:

4.根据权利要求1所述的基于控制重构的水下航行器x型舵容错控制方法,其特征在于,当航行器航行过程中x舵的任一舵发生卡死故障时,舵角之间的转换关系为:

5.根据权利要求4所述的基于控制重构的水下航行器x型舵容错控制方法,其特征在于,令,即可使单舵故障前...

【专利技术属性】
技术研发人员:高剑潘光张福斌陈东阳宋保维陈依民李乐
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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