[发明专利]UUV四自由度动力定位自适应抗扰滑模控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种UUV四自由度动力定位自适应抗扰滑模控制系统及控制方法。包括第一微分器、第二微分器、自适应抗扰滑模控制器、滤波和数据融合单元、多普勒传感器、电罗经、推力分配单元、UUV、加速度计和陀螺仪。自适应抗扰滑模控制器包括滑模控制器、自适应扰动补偿控制器和数据处理单元。滑模控制器用于实现UUV四自由度动力定位的变结构控制，消除位姿误差。自适应扰动补偿控制器则用于在线估计实际被控对象模型的不确定性误差和海浪扰动作用。本发明改善系统状态趋近滑模面的动态过程，提高稳态抗扰性能。因此与普通滑模控制方法相比具有更好的动态性能并减小了扰动作用下系统的抖震。

主权项

1.UUV四自由度动力定位自适应抗扰滑模控制系统，其特征在于：包括第一微分器、第二微分器、自适应抗扰滑模控制器、滤波和数据融合单元、多普勒传感器、电罗经、推力分配单元、UUV、加速度计和陀螺仪；多普勒传感器采集UUV的横荡、纵荡和升沉速度，分别传送给滤波和数据融合单元和自适应抗扰滑模控制器；电罗经采集UUV的艏向角速度，分别传送给滤波和数据融合单元和自适应抗扰滑模控制器；滤波和数据融合单元根据接收到的信息，计算出世界坐标系下的四自由度位姿矢量和四自由度速度矢量传送给自适应抗扰滑模控制器；将四自由度期望位姿矢量经过第一微分器，得到一阶微分值传送给自适应抗扰滑模控制器；将一阶微分值输入给第二微分器，得到二阶微分值传送给自适应抗扰滑模控制器；加速度计采集UUV的加速度矢量传送给自适应抗扰滑模控制器；陀螺仪采集UUV的艏向角速度传送给自适应抗扰滑模控制器；自适应抗扰滑模控制器根据接收的信号和输入的四自由度期望位姿矢量，计算出控制作用力和力矩矢量，传送给推力分配单元；推力分配单元根据接收的信号计算出推力矢量传送给UUV，推动UUV运动。