[发明专利]一种高速水下自主航行器及其专用控制方法

权利要求书

1.一种高速水下自主航行器，包括高速水下自主航行器本体，其特征在于：圆形具有锋利边缘的气泡发生器（1）位于水下自主航行器头部；压力平衡装置（2）安装在水下自主航行器前部和中部按圆周布置，可喷出气体，平衡气泡内压力，促进气泡成形；压力传感器（3）紧贴每个压力平衡装置（2）进行安装；两个圆筒状可变角度推力装置（4）对称安装在水下自主航行器尾部的壳体表面；6个圆筒状固定推力装置（5）均匀的安装在水下自主航行器尾部壳体的圆周表面。

2.一种高速水下自主航行器的专用控制方法，由任务控制模块与传感器模块连接；任务控制模块与运动控制模块相互连接；高速控制机构与任务控制模块相连，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在高速水下自主航行器发射前，通过传感器模块探测，将姿态信号发送给任务控制模块；

（2）当高速水下自主航行器俯仰角接近0°时，任务控制模块通过受力平衡计算，得出气泡发生器的初始角度，向运动控制模块发出信号；

（4）运动控制模块接收信号后，控制高速控制机构的气泡发生器偏转初始角度后点燃固定发动机；

（5）传感器模块探测壳体压力分布和高速水下自主航行器姿态，经卡尔曼滤波后送交任务控制模块：

1）当壳体压力分布不均时，任务控制模块向运动控制模块发出信号，使用PID控制器控制压力平衡系统给出补充气体，促使壳体外部压力尽快平衡，形成减阻气泡；

2）当高速水下自主航行器姿态不稳定，使用PID控制器调节气泡发生器角度，直至高速水下自主航行器姿态稳定。

（6）任务控制模块收到传感器模块发送的高速水下自主航行器姿态稳定信息后，计算需要的可变推力装置的偏转角度，向运动控制模块发出信号，控制高速控制机构的可变推力装置偏转角度，使用编码盘校准，启动可变推力装置，并根据传感器模块的信息，通过任务控制模块和运动控制模块调节控制高速控制机构的气泡发生器角度，直至传感器模块得到的壳体外部压力信号处于稳定状态，水下自主航行器姿态稳定为止，所有推进器同时停止工作，高速水下自主航行器恢复普通工作状态。