[发明专利]一种无人艇的串级结构无模型自适应制导方法

摘要

一种无人艇的串级结构无模型自适应制导方法，属于无人艇制导领域。所述无人艇安装有舵机、航向传感器，GPS和主控计算机。首先利用S面控制算法解算理想环境下无人艇的期望偏移变化率，然后通过建立动态线性模型拟合非线性制导系统，利用在线的、离散的无人艇的航行信息数据逼近真实海况中无人艇期望航行方向关于期望偏移变化率的伪偏导数。通过S面控制算法与无模型自适应算法的串联结构制导方法，解决了无模型自适应算法不适应于无人艇航向制导的问题，实现非线性系统数据驱动的无模型自适应无人艇制导。利用无模型自适应无人艇制导方法，避免了无人艇在真实海况下由于环境干扰变化带来的模型摄动等问题导致路径跟随效果差的现象。

主权项

1.一种无人艇的串级结构无模型自适应制导方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)检查无人艇目标航迹点是否更新，如果目标航迹点更新，则将第一个控制节拍的垂向偏移距离变化率和期望垂向偏移距离变化率归零；(2)将无人艇当前位置(x_t,y_t)与期望路径间的垂向偏移距离Z_e以及垂向偏移距离Z_e的变化率输入S面控制子系统，得到理想环境条件下当前时刻无人艇的期望垂向偏移距离变化率(3)将理想环境条件下当前时刻无人艇的期望垂向偏移距离变化率作为无模型自适应制导子系统的期望值，根据无人艇上一时刻和当前时刻的航行状态计算无模型自适应制导子系统中无人艇垂向偏移距离变化率关于期望航向角ψ_e的伪偏导数拟合值；(4)根据伪偏导数拟合值计算当前时刻无人艇的期望航向角ψ_e；(5)主控计算机根据航向控制算法控制无人艇航向旋转至期望航向角ψ_e，无人艇的航行状态与位置发生变化，则返回步骤1，进行下一个节拍的制导与控制。