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一种水下潜航器有限时间协同分层深度控制方法和系统 

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申请/专利权人:湖南大学

摘要:本发明公开了一种水下潜航器有限时间协同分层深度控制方法和系统,该方法包括:协同观测器计算设备接收虚拟领导者轨迹和除第i个跟随者AUV之外的其他跟随者AUV的观测量状态中的必要信息,计算第i个跟随者AUV的观测器状态向量;局部控制器计算设备接收协同观测器计算设备计算的第i个跟随者AUV的观测器状态向量,结合接收到的传感器测量的第i个跟随者AUV的状态信息,计算第i个跟随者AUV的控制量信息;第i个跟随者AUV根据局部控制器计算设备确定的控制量信息控制运行。本发明中通过设计协同观测器与局部控制器,解决异构、带有异质时变参数多AUV系统的协同深度控制问题,方便实际的设计与部署。

主权项:1.一种水下潜航器有限时间协同分层深度控制方法,应用于多AUV协同控制,多AUV中包括一个虚拟领导者AUV和至少一个跟随者AUV,虚拟领导者AUV的索引号被标记为0,跟随者AUV的索引号被依次标记为1至N,其特征在于,该方法包括:步骤一,协同观测器计算设备接收虚拟领导者轨迹和除第i个跟随者AUV之外的其他跟随者AUV的状态信息,计算第i个跟随者AUV的观测器状态向量;步骤二,局部控制器计算设备接收协同观测器计算设备计算的第i个跟随者AUV的观测器状态向量,结合接收的第i个跟随者AUV的状态信息,通过下式计算第i个跟随者AUV的控制量信息: 其中,表示AUV为a类AUV时的控制量信息,表示AUV为b类AUV时的控制量信息;其中, 公式16中,和为满足的控制器系数,其中Ni,max为的最大值表示与俯仰角速度变化率相关的流体水动力系数;其中, 表示第i个跟随者AUV的观测器状态向量,m∈{a,b},di0=[i·d0,0,0]T,其中d0为预设值; 表示的1阶参数,表示的2阶参数;其中,zg和zb代表a类AUV重力中心和浮力中心沿z轴位置;G和B代表a类AUV的重力和浮力;表示与舵角输入相关的流体水动力系数;Muq表示与俯仰角速度相关的流体水动力系数; 步骤三,第i个跟随者AUV根据局部控制器计算设备确定的控制量信息控制运行。

全文数据:

权利要求:

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