[发明专利]一种考虑局部避碰的UUV动目标滑模跟踪控制方法

摘要

本发明提供的是一种考虑局部避碰的UUV动目标滑模跟踪控制方法。实时探测UUV、运动目标以及障碍物位置信息；获取运动目标k时刻状态估计；建立UUV和运动目标以及障碍物的相对运动模型；基于目标跟踪半径和障碍物规避安全半径的大小，根据UUV与运动目标及障碍物的相对位置，在跟踪策略和避碰策略之间自主切换；根据指令速度和航向与UUV航速及转艏角速度测量反馈，得到跟踪控制偏差，基于水平面非奇异终端滑模控制器解算得到k时刻UUV推进器推力和方向舵转艏力矩；循环执行上述步骤，实现运动目标下一刻的跟踪控制。本发明将复杂环境中的局部规划策略与UUV动力学模型相结合，在UUV航行安全性的前提下保证对运动目标的跟踪精度。

主权项

1.一种考虑局部避碰的UUV动目标滑模跟踪控制方法，其特征是：步骤一：UUV通过导航姿态传感器、位置测量系统、前视声呐，实时探测UUV、运动目标以及障碍物位置信息；步骤二：建立运动目标和障碍物运动学模型，基于不敏卡尔曼滤波获取运动目标k时刻状态估计；步骤三：建立UUV和运动目标以及障碍物的相对运动模型，用于计算k时刻跟踪距离和视线角；步骤四：基于目标跟踪半径D1和障碍物规避安全半径D2的大小，根据UUV与运动目标及障碍物的相对位置，在跟踪策略和避碰策略之间自主切换，改变UUV控制视线，规划UUVk时刻指令速度和航向；步骤五：根据步骤四中得到的指令速度和航向与UUV航速及转艏角速度测量反馈，得到跟踪控制偏差，基于水平面非奇异终端滑模控制器解算得到k时刻UUV推进器推力和方向舵转艏力矩；步骤六：循环执行步骤一至步骤五，实现运动目标下一刻的跟踪控制，直到任务结束。