[发明专利]面向海洋观测作业的UUV航速双工控制装置及方法

权利要求书

1.一种面向海洋观测作业的UUV航速双工控制装置，其特征是：包括任务控制模块(1)、量级航速控制通道(2)、精确航速控制通道(3)、运动控制模块(4)和感知模块(5)；任务控制模块(1)分别与量级航速控制通道(2)、精确航速控制通道(3)、运动控制模块(4)和感知模块(5)相互连接；量级航速控制通道(2)和精确航速控制通道(3)均与运动控制模块(4)连接。

2.根据权利要求1所述的面向海洋观测作业的UUV航速双工控制装置，其特征是：量级航速控制通道(2)和精确航速控制通道(3)构成航速控制通道。

3.一种面向海洋观测作业的UUV航速双工控制方法，其特征是：

由任务控制模块(1)、量级航速控制通道(2)、精确航速控制通道(3)、运动控制模块(4)和感知模块(5)构成面向海洋观测作业的UUV航速双工控制装置；

所述的任务控制模块(1)对UUV的系统状态及作业环境进行监控并与运动控制模块(4)进行信息交互，实时接收运动控制模块(4)发送的状态、位姿信息及海流剖面信息，同时，结合UUV任务和海洋环境信息选择航速控制方式，通过量级航速控制通道(2)和精确航速控制通道(3)将控制指令发送至运动控制模块(4)；

所述的量级航速控制通道(2)为平均航速控制模块，控制周期T₁为10s；包含先前的航速-电压调试经验，利用任务控制模块(1)下达的航速指令与数字化控制量之间的非线性映射关系得到当前航速指令的数字化控制量；同时，根据控制周期T₁时间间隔内的平均航速，以及海流剖面仪测量得到的海流状态修正之前得到的数字化控制量，并发送到运动控制模块(4)；在控制周期T₁内，修正后的数字化控制量保持不变；

所述的精确航速控制通道(3)为实时航速控制模块，控制周期T₂为0.5s；对当前航速信息进行反馈，利用PID算法得到当前航速指令的数字化控制量，并发送到运动控制模块(4)，使UUV航速精确的反映当前指令航速；

所述的运动控制模块(4)接收量级航速控制通道(2)和精确航速控制通道(3)下传的数字化控制量，执行控制指令；同时，将指令执行情况反馈给任务控制模块(1)；

所述的感知模块(5)负责采集UUV的状态、位姿信息及海流剖面信息，为UUV自主切换航速控制方式及进行航速控制提供反馈信号。