[发明专利]一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法

摘要

本发明涉及一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法，在双环输出反馈控制方法的基础上，利用深度偏差得到深度补偿，从而对操舵控制进行实时的修正，消除深度控制的稳态误差，满足水下航行器精确深度控制的需要。本发明的优点是适用于远程水下航行器的纵向运动控制，参数数目少，结构简单，自适应能力强，便于调节，控制精度高，可以应用于水下机器人控制系统设计，进行海洋环境监测、水下设施的维护等。

主权项

1.一种无稳态误差的远程水下航行器定深控制方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：开始航行前，根据水下航行器模型参数计算的平衡攻角和平衡舵角标称值α_∞、δ_∞，依据控制规律δ_∞＝c_yΔy_∞+c_θα_∞，计算深度补偿其中，c_y为大于零的深度控制参数，依据定深爬潜过程的姿态要求选择，c_θ为大于零的俯仰角控制参数；步骤2：水下航行器开始航行后，在每一个控制周期内，对深度信息进行采样；计算深度偏差其中：y(k)由深度传感器测量得到的航行深度，y_d为指定深度，Δy_max＞0为深度偏差限幅值；步骤3：观测记录Δy(k)的值，计数值n＝n+1；步骤4：如果数据量n＝N，N为设计的采样个数，计算深度偏差平均值和方差并令n＝0；如果判断深度稳定，为正的参数，的取值应大于深度测量噪声的方差，进行深度补偿的修正计算：Δy_∞＝Δy_∞+E(Δy(k))；步骤5：计算横舵角操舵指令δ_e(k)＝c_y(y(k)‑y_d+Δy_∞)+c_θθ(k)，其中，δ_e操下舵为正，θ(k)为姿态传感器获得的当前控制周期k的俯仰角测量值，以抬头为正；步骤6：按照水下航行器最大舵角进行限幅：其中，δ_min、δ_max为舵角最大最小值，并将操舵指令发送个操舵机构；步骤7：k＝k+1；在下一个控制周期中重复步骤2～7，直至航行时间到或航行任务完成。