[发明专利]一种水下航行器姿态调整方法、装置及水下航行器

说明书

本申请提供了一种水下航行器姿态调整方法、装置及水下航行器。所述水下航行器姿态调整方法包括：获取第一PID控制器所生成的第一参数；获取第二PID控制器所生成的第二参数；根据切换条件信息通过第一参数以及第二参数生成使用参数；将使用参数发送给水下航行器控制系统，以使水下航行器控制系统根据使用参数进行姿态调整控制。本申请通过设置第一PID控制器以及第二PID控制器的方式以及使用切换条件信息进行切换的方式，能够自动选择最适合当时水下航行器使用的使用参数，从而提高水下航行器的效率。

技术领域

本申请属于水下航行器技术领域，特别涉及一种水下航行器姿态调整方法、装置及水下航行器。

背景技术

水下航行器动力学和运动学模型是当今世上最复杂难控的模型之一，它在航行过程中会不断受到海洋波浪、洋流运动等各种干扰，随着水下航行器技术的高速发展，设计控制品质优良的控制器就迫在眉睫。目前PID控制器仍然广泛应用于工业、军事等控制领域，在过程控制领域中，超过90％的控制器仍然是PID控制器，主要原因在于它具有易于理解的结构，便于应用在实践当中，使得PID控制器比其他先进控制器更容易在实际应用中被接受。经典的PID控制器在闭环系统中常常产生快速性和超调量之间无法协调的问题，虽然PID控制器结构简单，原理清晰且容易应用于实践当中，但单一的PID控制器已无法适应控制技术高精尖发展的趋势，难以满足对复杂对象高性能控制的要求。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种水下航行器姿态调整方法，以解决上述至少一方面的问题。

在本申请的第一方面，本申请提供了一种水下航行器姿态调整方法，所述水下航行器姿态调整方法包括：

获取第一PID控制器所生成的第一参数；

获取第二PID控制器所生成的第二参数；

根据所述切换条件信息通过所述第一参数以及第二参数生成使用参数；

将所述使用参数发送给水下航行器控制系统，以使水下航行器控制系统根据所述使用参数进行姿态调整控制。

可选地，所述第一PID控制器为非线性PID控制器；所述第二PID为自适应模糊PID控制器。

可选地，根据所述切换条件信息在所述第一参数以及第二参数生成使用参数包括：

根据误差e与所述第一参数以及第二参数的关系，选择性使用第一参数、第二参数或第一参数与第二参数的结合作为使用参数。

可选地，所述根据误差e与所述第一参数以及第二参数的关系，选择性使用第一参数、第二参数或第一参数与第二参数的结合作为使用参数包括：

当误差e大于非线性PID控制器切换时绝对值大的误差值时，使用所述第一参数作为使用参数；

当误差e小于非线性PID控制器切换时绝对值小的误差值时，使用所述第二参数作为使用参数；

当误差e在所述非线性PID控制器切换时绝对值大的误差值与所述非线性PID控制器切换时绝对值小的误差值之间时，使用第一参数与第二参数的结合作为使用参数。

可选地，所述使用第一参数与第二参数的结合作为使用参数包括：

使用u＝α(e)u_NPID+[1-α(e)]u_FPID进行结合，其中，U为使用参数，所述U_NPID是底层非线性PID控制器的输出，U_FPID为上层自适应模糊PID器的输出；α(e)为平滑因子。