一种无缆自治水下航行体的航迹控制方法技术

本发明专利技术涉及一种无缆自治水下航行体的航行控制技术，控制方法包括：计算水下航行体当前位置到规划路径的距离ΔS；将距离ΔS带入PID算法得到航行路径偏移量的控制量ΔS控制；计算水下航行体到达目标点的航向控制量ΔH控制；将控制量ΔS控制与航向控制量ΔH控制的和作为总控制量，根据水下航行体的推进器布置情况将控制量分配至各螺旋桨电机，实现水下航行体的航迹控制。本发明专利技术可在有海流的情况下实现无缆自治水下航行体的精确航迹控制，稳定航行时AUV实际航迹距规划航路的距离可控制在2米以内，为无缆自治水下航行体精确完成航迹跟踪任务提供航行保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无缆自治水下航行体(AUV, Autonomous Underwater Vehicle)的航行控制技术，具体地说是无缆自治水下航行体的航迹控制方法，主控计算机采用适当的控制方法，使无缆自治水下航行体可以准确地沿着规划的路径航行。
技术介绍
以往的无缆自治水下航行体通常采用目标点闭环的方式来按预定航路航行，即目标航向角始终指向航行目标点，如图1所示，图中AB表示规划的路径,B为航行路径目标点， L表示AUV在静水水域航行时的航迹，LI表示在有海流情况下，以往的目标点闭环控制方法所实现的航迹；如果按照该航迹航行，水下航行体就会在海流的作用下偏离规划路径，无法完成航迹精确跟踪任务，例如，在狭窄水域航行或海底地形地貌的全覆盖探测时，就要求无缆自治水下航行体严格按照规划的航路航行。
技术实现思路
为了克服目前无缆自治水下航行体航迹精确跟踪控制方面的不足，本专利技术提供了一种无缆自治水下航行体的航迹精确跟踪控制方法。本专利技术采用的技术方案是，包括以下步骤计算水下航行体的航行路径偏移量Λ S ;将Λ S带入PID算法得到航行路径偏移量的控制量ASefa ;计算水下航行体到达航行路径目标点的航向控制量;将控制量 Λ Sea与航向控制量AHea的和作为航向角的总控制量，根据水下航行体的推进器布置情况将控制量分配至各螺旋桨电机，实现水下航行体的航迹控制。所述计算水下航行体的航行路径偏移量△ S为水下航行体的当前位置到规划路径的距离。所述计算水下航行体到达目标点的航向控制量AHea采用PID控制算法，目标值为到达规划路径目标点的航向角，反馈值为实时测量的航向角，将二者的差带入到PID控制算法得到控制量AHeat5本专利技术具有以下有益效果及优点1.本专利技术采用的无缆 自治水下航行体的航迹精确跟踪控制方法可在有海流的情况下实现无缆自治水下航行体的精确跟踪航迹控制，稳定航行时AUV实际航迹距规划航路的距离可控制在2米以内，为无缆自治水下航行体完成精确航迹跟踪任务提供保障。2.在有海流的情况下，保证无缆自治水下航行体高精度地按照预定航路航行。3.本专利技术方法简单可行，工作可靠，可有效提高高海流条件下自治水下航行体的航迹跟踪精度。附图说明图1是本专利技术的水下航行体航行路径示意图2是目标定向航向角控制方框图3是精确航路控制方框图4是精确航路控制程序流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。(I)计算AUV当前位置到规划路径(直线)的垂直距离Λ S，即AUV目前沿规划航线航行的偏差Δ S ；(2)计算出AUV航行路径偏移量的控制量Λ Se$(。采用PID算法计算出AUV航行路径偏移量的控制量Λ Seffl标准的PID算法如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缆自治水下航行体的航迹控制方法，其特征在于包括以下步骤：计算水下航行体的航行路径偏移量ΔS；将ΔS带入PID算法得到航行路径偏移量的控制量ΔS控制；计算水下航行体到达航行路径目标点的航向控制量ΔH控制；将控制量ΔS控制与航向控制量ΔH控制的和作为航向角的总控制量，根据水下航行体的推进器布置情况将控制量分配至各螺旋桨电机，实现水下航行体的航迹控制。

【技术特征摘要】
1.一种无缆自治水下航行体的航迹控制方法，其特征在于包括以下步骤 计算水下航行体的航行路径偏移量AS;将AS带入PID算法得到航行路径偏移量的控制量;计算水下航行体到达航行路径目标点的航向控制量;将控制量ASe与航向控制量AHea的和作为航向角的总控制量，根据水下航行体的推进器布置情况将控制量分配至各螺旋桨电机，实现水下航行体的航迹控制。2.根据权利要求1所述的一种无...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，于闯，林扬，贾松力，刘爱民，刘铁军，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：