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申请/专利权人：华中科技大学

摘要：本发明提供了一种基于时变参数建模的无人艇操纵运动预测方法及系统，属于无人艇运动建模及预报技术领域，方法包括：构建无人艇的操纵动力学模型；通过多个航次的无人艇的操纵试验获取辨识数据源；并将无人艇的操纵动力学模型转换成待辨识形式，利用自适应方向遗忘递推最小二乘法求解待辨识参数；利用参数辨识得到的操纵动力学模型进行操纵运动预测。本发明能够确保辨识结果的稳定性。

主权项：1.一种基于时变参数建模的无人艇操纵运动预测方法，其特征在于，包括以下步骤：采用无人艇的前向速度、横向速度、转艏角速度以及无人艇的前向加速度、横向加速度和转艏角加速度，结合无人艇的舵角、推进器传输的脉宽调制值和待辨识参数构建无人艇的操纵动力学模型；通过多个航次的无人艇的操纵试验获取辨识数据源；其中，辨识数据源包括无人艇的前向速度和前向加速度、横向速度和横向加速度、转艏角速度转艏角加速度、无人艇的舵角和推进器传输的脉宽调制值；并将无人艇的操纵动力学模型转换成待辨识形式，利用自适应方向遗忘递推最小二乘法求解待辨识参数；其中，操纵试验舵角的范围覆盖实舵的舵机性能；利用参数辨识得到的操纵动力学模型进行操纵运动预测；其中，无人艇的操纵动力学模型中螺旋桨受到的水动力和力矩表达式为： 无人艇的操纵动力学模型中舵受到的水动力和力矩表达式为： 其中，k1为螺旋桨相关系数，u为无人艇艇载坐标系前向速度，PWM为推进器输入的脉宽调制值；δ为舵角；k2～k4为舵的相关系数；无人艇的操纵动力学模型的待辨识形式为： 其中，u、v、r分别为无人艇随时间变化的前向速度、横向速度、转艏角速度，分别为无人艇随时间变化的前向加速度、横向加速度和转艏角加速度；a11～a35为无人艇的操纵动力学模型的待辨识参数； 其中，Rt为t时刻信息矩阵，包含Rt-1和Rt-1为激励信息，在遗忘因子的作用下以指数形式被遗忘；为当前时刻最新的信息；t-1时刻信息矩阵Rt-1分解为两个不相交的部分：Rt-1＝R1t-1+R2t-1其中，R1t-1表示为未得到持续激励的部分；R2t-1表示得到持续激励的部分；R2t-1的表达式： 通过将遗忘因子作用在R2t-1上，得到信息矩阵Rt-1的更新公式： 其中，λ为遗忘因子。

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