[发明专利]基于分布式模型预测控制的中性浮力机器人姿态与轨迹控制方法

摘要

本发明公开了一种基于分布式模型预测控制的中性浮力机器人姿态与轨迹控制方法，属于微重力机器人控制领域。本发明针对多个采样周期不同的中性浮力机器人之间的耦合问题以及优化问题进行研究，利用delta算子理论将不同采样周期的中性浮力机器人在控制器端模拟统一的采样周期，当其中某一个或者某几个中性浮力机器人需要更新控制量时，可以通过预测的方式来获取其他中性浮力机器人的状态，从而将其他中性浮力机器人的状态考虑到约束中求解自己的控制量，使得整体系统能够保证耦合概率约束非保守地满足，同时保证系统性能的良好。本发明结合计算机控制的特点，将复杂的在线优化问题转化为二次规划的问题，大大减少了计算量，适于工程应用。

主权项

1.一种基于分布式模型预测控制的中性浮力机器人姿态与轨迹控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将中性浮力系统动力学模型写成状态空间方程式并进行线性化，得到线性模型；步骤二：利用delta方法将线性模型离散化，得到系统的离散化形式；步骤三：建立步骤二得到系统的优化问题，并将优化问题中的局部概率约束与耦合概率约束通过变化得到确定性的局部约束和耦合约束；步骤四：通过求解受局部约束与耦合约束的优化问题，得到最优控制量，从而对中性浮力系统进行控制。