[发明专利]X舵水下航行器的多层级容错控制系统

权利要求书

1.一种X舵水下航行器的多层级容错控制系统，其特征在于，包括：

驱动执行部分(30)，用于驱动X舵水下航行器航行和上浮；

航行控制部分(20)，用于控制驱动执行部分(30)驱动X舵水下航行器航行；

容错控制部分(10)，用于根据X舵水下航行器的实际航行信息，判定当前X舵水下航行器的故障类型，并根据故障类型生成分级控制指令发送至航行控制部分(20)或驱动执行部分(30)，从而改变驱动X舵水下航行器的当前航行状态或轨迹；

所述容错控制部分(10)，包括：

故障诊断器(101)，用于根据X舵水下航行器的实际航行信息，判断X舵水下航行器当前是否有故障，确定X舵水下航行器当前处于故障状态后，判定当前X舵水下航行器的故障类型；所述故障类型包括：致命故障和非致命故障；

容错控制器(102)，用于当故障诊断器(101)判定当前X舵水下航行器的故障类型为致命故障时，生成抛载上浮指令发送至抛载装置(306)；

以及，当故障诊断器(101)判定当前X舵水下航行器的故障类型为非致命故障时，生成容错指令发送至航行控制部分(20)；

所述驱动执行部分(30)，包括：

推进器(301)，用于为X舵水下航行器在前进方向上进行提供控制力矩；

X舵，用于为X舵水下航行器俯仰、转向和横倾提供控制力矩；

所述航行控制部分(20)，包括：

航行控制器(201)，用于根据X舵水下航行器的实际航行信息和理想航迹信息，进行运动制导和跟踪控制推算，得到推进器(301)和X舵的控制力矩；

舵力分配器(203)，用于控制X舵实现航行控制器(201)得到的X舵的控制力矩；

所述非致命故障，包括：X舵故障；

所述容错指令，包括：容错运动控制指令和降格容错运动控制指令；

所述容错运动控制指令，包括：控制分配重构指令和跟踪控制重构指令；

所述降格容错运动控制指令，包括：制导重构指令；

当故障诊断器(101)判定当前X舵水下航行器的故障类型为X舵故障时：

所述容错控制器(102)，具体用于生成控制分配重构指令至舵力分配器(203)，改变控制X舵的控制值；

当故障诊断器(101)判定当前X舵水下航行器的故障类型为X舵故障，所述容错控制器(102)发送控制分配重构指令至舵力分配器(203)后，还判定X舵水下航行器当前超出预设安全航行阈值时：

所述容错控制器(102)，具体用于生成跟踪控制重构指令至航行控制器(201)，从而改变跟踪控制推算。

2.根据权利要求1所述的X舵水下航行器的多层级容错控制系统，其特征在于，所述分级控制指令，包括：抛载上浮指令和容错指令；

所述驱动执行部分(30)，还包括：

抛载装置(306)，用于释放压载，实现X舵水下航行器上浮回收；

所述抛载装置(306)接收抛载上浮指令后，驱动X舵水下航行器放弃当前航行轨迹进行上浮回收；

所述航行控制部分(20)接收容错指令后，驱动X舵水下航行器改变当前航行状态。

3.根据权利要求2所述的X舵水下航行器的多层级容错控制系统，其特征在于，所述容错控制器(102)，还用于根据当前X舵水下航行器的实际航行信息，判断X舵水下航行器当前是否超出预设安全航行阈值。

4.根据权利要求3所述的X舵水下航行器的多层级容错控制系统，其特征在于，

所述航行控制部分(20)，还包括：

推进控制器(202)，用于控制推进器(301)实现航行控制器(201)得到的推进器(301)的控制力矩。