[发明专利]一种基于虚拟锚泊的欠驱动AUV三维控制区域镇定控制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟锚泊的欠驱动AUV三维控制区域镇定控制方法，属于无人水下机器人运动控制技术领域，包含以下步骤：建立AUV六自由度运动学方程，AUV六自由度动力学方程；建立欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；对欠驱动水下机器人进行受力分析；通过改进的静态悬链线方程表示悬链曲线张力水平分力方程和垂直分力方程；求解水下机器人所受到的悬链曲线张力水平分力和垂直分力；对悬链曲线张力水平分力和悬链曲线张力垂直分力进行分解：将纵向力、转艏力矩和俯仰力矩分配到AUV的执行器。本发明不依赖于模型，控制算法结构较为简单，并且能够让欠驱动AUV在强干扰环境下实现抵抗海流的目标，抗干扰能力强，具有很强的实际应用前景。

主权项

1.一种基于虚拟锚泊的欠驱动AUV三维控制区域镇定控制方法，其特征在于：包含如下步骤：步骤(1)：建立AUV六自由度运动学方程，AUV六自由度动力学方程；步骤(2)：建立海洋环境影响下的欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；步骤(3)：对虚拟锚泊状态下欠驱动水下机器人进行受力分析，得到纵向力，横向力，转艏力矩；步骤(4)：通过改进的静态悬链线方程表示悬链曲线张力水平分力方程和悬链曲线张力垂直分力方程；步骤(5)：采用改进牛顿法求解水下机器人所受到的悬链曲线张力水平分力和悬链曲线张力垂直分力；步骤(6)：对悬链曲线张力水平分力和悬链曲线张力垂直分力进行分解：步骤(7)：将纵向力、转艏力矩和俯仰力矩分配到AUV的执行器，得出主推进器的推力X等于纵向力、AUV垂直舵产生的转艏力矩等于转艏力矩，AUV垂直舵产生的俯仰力矩等于俯仰力矩。