本申请属于水下航行器控制领域，具体公开了一种欠驱动水下航行器双环LQR鲁棒深度跟踪控制方法及系统，方法包括：获取水下航行器的控制目标和状态参数；控制目标包括：期望深度；状态参数包括：实时深度、实时速度、实时纵倾角以及实时纵倾角速度；确定期望深度与实时深度对应的深度误差，之后基于深度误差和实时速度设计自适应视线角制导律，以求得水下航行器的期望纵倾角；结合观测出的水下航行器的动力学扰动和期望纵倾角设计LQR纵倾跟踪控制律，以求得水下航行器的舵角；基于所述舵角控制水下航行器的升降舵。通过本申请，实现了欠驱动水下航行器的双环深度控制架构，两环紧密耦合，且控制架构简捷，便于工程实践及应用。
【技术实现步骤摘要】
本申请属于水下航行器控制领域，更具体地，涉及一种欠驱动水下航行器双环线性二次型调节器(linear quadratic regulator，lqr)鲁棒深度跟踪控制方法及系统。
技术介绍
1、水下航行器是一种无人水下航行器，它具有高度的自主航行能力，并能携带自己的能源和各种任务有效载荷。水下航行器的基本要求包括通过有效控制其位置和姿态来跟踪预定航向或深度的能力。这些方面对于保持水下稳定性和确保精确导航至关重要。
2、近年来，水下航行器的深度控制受到了国内外学者的广泛关注，基于非线性和智能控制理论，各式各样的控制器得以被提出，然而，基于模型的控制方法需要高精度的模型来确保控制精度，而无模型控制方法需要大量的数据来进行训练，此外，随着控制算法变得越来越复杂，通常需要考虑更多的控制参数，这使得工程应用非常复杂。因此，设计一种形式精简且具有较好鲁棒性的控制算法显得尤其重要，通过逐步消除运动回路和动力学回路中的外部干扰和内部模型不确定性，系统地解决了外部干扰和内部模型不确定性，这有利于未来在实际海洋环境中的部署和工程应用。
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【技术保护点】
1.一种欠驱动水下航行器双环LQR鲁棒深度跟踪控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合观测出的水下航行器的动力学扰动和所述期望纵倾角设计LQR纵倾跟踪控制律，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应视线角制导律包括以下公式：
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述LQR纵倾跟踪控制律包括以下公式：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动力学扰动通过如下公式计算得到：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反馈增益矩阵K通过以下公式计算得到...
【技术特征摘要】
1.一种欠驱动水下航行器双环lqr鲁棒深度跟踪控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合观测出的水下航行器的动力学扰动和所述期望纵倾角设计lqr纵倾跟踪控制律，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应视线角制导律包括以下公式：
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述lqr纵倾跟踪控制律包括以下公式：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动力学扰动通过如下公式计算得到：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反馈增益矩阵k通过以下公式计算得到：
7.一种欠驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：向先波，段煜，杨少龙，张琴，向巩，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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