[发明专利]一种浮力反馈下的水下滑翔机俯仰角控制方法

摘要

本发明提出一种浮力反馈下的水下滑翔机俯仰角控制方法，根据预设俯仰角θ_r与水下滑翔机实际俯仰角θ之间偏差，设计PID控制器，得出俯仰角误差反馈下的r_i。同时，加上稳态俯仰角下的滑块位置r_c，再加上基于实时的浮力反馈k_bm_b，得出修正后的控制输入r_ic，将其作用于水下滑翔机，实现对水下滑翔机的控制。通过与无浮力反馈下的俯仰角控制对比仿真，验证了本发明所提算法的有效性。

主权项

1.一种浮力反馈下的水下滑翔机俯仰角控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：水下滑翔机在开始滑翔前，根据实际需求预置滑翔指令参数xr＝(θr,vr)T，其中θr为期望滑翔俯仰角，vr为期望的滑翔速度；步骤2：将给定的滑翔指令xr＝(θr,vr)T输入至水下滑翔机稳态运动控制方程中，计算出该系统的稳态输出rc，其中rc为稳态输出的滑块位置；步骤3：测量水下滑翔机在实际滑翔阶段的俯仰角θ，得到预设俯仰角θr与水下滑翔机实际俯仰角θ之间偏差，采用PID控制器对水下滑翔机的俯仰角进行闭环控制，得到俯仰角误差反馈下的ri，其中ri为由俯仰角误差所产生的滑块位置偏移量：kp，ki，kd分别为PID控制中的比例、积分和微分系数；Δθ＝θ‑θr；步骤4：根据步骤2得到的稳态输出的滑块位置rc，步骤3得到的俯仰角误差所产生的滑块位置偏移量ri，通过以下公式得到修正后的滑块位置控制量ricric＝ri+rc+kbmb其中kb为设定的常数，mb为测量得到的水下滑翔机在实际滑翔阶段的浮力值；步骤5：将步骤4得到的修正后的滑块位置控制量ric输入水下滑翔机俯仰控制系统中，实现水下滑翔机俯仰角控制。