[发明专利]自适应艏向信息融合的波浪滑翔器航向控制方法

权利要求书

1.自适应艏向信息融合的波浪滑翔器航向控制方法，其特征在于：波浪滑翔器的舵机安装于潜体，舵机由主计算机控制并可直接控制潜体的转向，浮体的转向由潜体的拖曳力提供，浮体与潜体分别安装一个艏向传感器且两个艏向传感器分别测量浮体艏向和潜体艏向，波浪滑翔器还配备有测量波浪滑翔器系统整体航向的航向传感器，步骤如下：

步骤(1)：制导模块给出期望航向角ψ^*(k)，其中k为离散控制系统的运行时刻；

步骤(2)：根据系统实际航向ψ(k)，浮体艏向角ψ^F(k)和潜体艏向角ψ^G(k)，在上一时刻潜体浮体相对于系统艏向角的比例系数的估计值的基础上，得到修正后的潜体浮体相对于系统艏向角的比例系数的估计值

首先，设置准则函数，所述准则函数包括：极小化潜体艏向角与系统航向角偏差的实际值ψ^G(k)-ψ(k)与估计值之差的平方，极小化当前时刻所述比例系数估计值与上一时刻比例系数估计值之差的平方，其中，潜体艏向与系统航向偏差的实际值ψ^G(k)-ψ(k)与估计值之差的平方和当前时刻所述比例系数估计值与上一时刻比例系数估计值之差的平方的相对权重由权重系数μ调节，所述权重系数μ大于0；

最后，所述准则函数关于当前时刻比例系数的估计值求极值，加入步长因子η，得到递推形式的当前时刻比例系数的估计值所述步长因子η在0-1之间；

步骤(3)：根据系统期望航向角ψ^*(k)、浮体艏向角ψ^F(k)以及修正后的潜体浮体相对于系统艏向角的比例系数的估计值计算潜体期望艏向角ψ^Gd(k)；

步骤(4)：计算潜体期望艏向角ψ^Gd(k)与浮体艏向角ψ^F(k)的夹角的绝对值ψ_FG，并将其限制在预先设定的阈值ψ_FGmax内；

步骤(5)：进行潜体艏向控制，主计算机向舵机发出舵角指令δ_d，舵机驱动舵板转动；

步骤(6)：计算波浪滑翔器系统航向角与期望航向角误差绝对值e(k)＝ψ^*(k)-ψ(k)，如果|e(k)|小于设定的阈值e₀并能保持，则波浪滑翔器航向控制系统实际输出稳定收敛到期望输出，跳出循环；否则返回步骤(2)进行循环。