[发明专利]欠驱动水下航行器及其镇定方法与装置

权利要求书

1.一种欠驱动水下航行器的镇定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取航行器的第一目标航行数据，所述第一目标航行数据包括理想位置坐标和理想航向角；

根据所述第一目标航行数据，确定所述航行器在下一时刻的目标控制数据，所述目标控制数据包括目标控制推力和目标控制力矩；

根据所述目标控制数据和所述航行器在当前时刻的第一控制数据，确定满足更新条件，并对所述第一控制数据进行更新，所述第一控制数据包括第一控制推力和第一控制力矩；所述根据所述目标控制数据和所述航行器在第一时刻的第一控制数据，确定满足更新条件，并对所述第一控制数据进行更新，包括：基于所述目标控制数据与切换门限之间的大小关系，选取触发门限，所述触发门限为第一门限或者第二门限，所述第一门限为固定门限，所述第二门限为相对门限；获取所述目标控制数据和所述第一控制数据之间的差值，以得到控制误差；确定所述控制误差高于所述触发门限，将所述第一控制数据更新为所述目标控制数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标航行数据，确定所述航行器在下一时刻的目标控制数据，包括：

根据所述第一目标航行数据，确定所述航行器在当前时刻的航行误差数据，所述航行误差数据包括：位置误差和航向误差；

根据所述航行误差数据，确定所述航行器在下一时刻的第二目标航行数据，所述第二目标航行数据包括理想线速度和理想角速度；

根据所述第二目标航行数据，确定所述目标控制数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述航行误差数据，确定所述航行器在下一时刻的第二目标航行数据的具体公式为：

式中，u_d为理想线速度，r_d为理想角速度，k₁、k₂、ξ、为常量和/或变量，z₁指航行器在本体坐标系下的x轴坐标值，Φ(V₁)为关于V₁的光滑κ类饱和函数，h(t)为关于t的光滑函数，为h(t)的导数，t为当前时刻，v为航行器在本体坐标系下的侧向线速度，为v，z₁，r的合成信号，r为偏航角速度，c为第一系统惯量与第二系统惯量之间的比值，d为第一系统水动力阻尼与第二系统惯量之间的比值，为常量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，ξ＝z₃+Φ(V₁)h(t)，其中，z₃指航行器在当前时刻的航向角的值，c为第一系统惯量与第二系统惯量之间的比值，k₁、为常量。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二目标航行数据，确定所述目标控制数据的具体公式为：

式中，i＝1或2，为目标控制推力或目标控制力矩，当i为1时，为目标控制推力，当i为2时，为目标控制力矩，δ_i∈(0,1)，α_i为变量或常量，e₁为线速度跟踪误差，e₂为角速度跟踪误差，常量p_3xi＝p₃为航行器质量参数，p_3xi＝p₆为航行器转动惯量参数，t为当前时刻；ε_i(t)为关于t的函数，满足ε_i(t)＞0，且存在ρ_i＞0，使C_i为触发门限,D_i为常量或变量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标控制数据与切换门限之间的大小关系，选取触发门限，包括：

若所述目标控制数据大于或等于所述切换门限，确定所述触发门限为所述第一门限；

若所述目标控制数据小于所述切换门限，确定所述触发门限为所述第二门限。