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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明涉及一种基于Petri网的自主水下航行器锚泊卧底任务控制方法，属于自动控制技术领域。包括建立基于Petri网的自主水下航行器锚泊卧底任务离散模型；到达卧底区域后，切换至定角下潜状态；下潜到设定高度后，切换至姿态调整状态；姿态调整结束后，切换至定高巡航状态，并检测地形平整度；检测到合适地形后，AUV停机减速，释放锚链抓底；锚链触底后，调整AUV姿态，完成卧底任务；卧底任务中始终执行故障检测，若发生故障，针对故障类型进行相应操作。本发明方式成本较低，可以实现卧底后的姿态调整，且利于二次启动。

主权项：1.一种基于Petri网的自主水下航行器锚泊卧底任务控制方法，其特征在于步骤如下：S1：建立基于Petri网的自主水下航行器锚泊卧底任务离散模型；建立自主水下航行器决策层锚泊卧底任务模型，所述模型由PERTI网描述为：U＝X,∑,B,S0；其中库所集合X＝{P0,P1,...P9}分别为：P0初始状态、P1定角下潜、P2姿态调整、P3定高巡航、P4自由下沉、P5锚链调整、P6卧底完成、P7故障检测、P8故障等待、P9紧急上浮；变迁集合∑＝{T1,T2,...T9}分别为：T1到达卧底区域、T2航深满足、T3姿态满足、T4地形检测平整、T5触底检测、T6姿态检测、T7航行故障、T8危险故障、T9一般故障；通过计算B＝X×∑∪∑×X为库所与变迁之间的有向弧，表示系统的流关系，S0＝[000000000]为系统的初始状态，表示系统的所处的状态；S2：到达卧底区域后，切换至定角下潜状态；当AUV进入区域就位后，即T1到达卧底区域，首先由定深变深控制模式转为执行定角下潜弹道，即库所P1定角下潜，控制AUV以规定角度下潜，在下潜过程中减速以保证AUV操纵性的最低速度航行；S3：下潜到设定高度后，切换至姿态调整状态；当AUV下潜到距离海底小于H+Δ时，即T2航深满足，切换为姿态调整模式，即P2姿态调整；其中，H为定高巡航高度，Δ为切换的提前量；最终将AUV从负俯仰角调整为0°俯仰角附近，完成航行器的拉平；这一阶段要求纵向控制无超调，确保AUV不会发生触底；S4：姿态调整结束后，切换至定高巡航状态，并检测地形平整度；当AUV姿态调整至俯仰角为0°±2°以内时，即T3姿态满足；切换为定高巡航模式，即P3定高巡航；S5：检测到合适地形后，AUV停机减速，释放锚链抓底；在定高巡航过程中，AUV时刻检测海底地形平整度，利用当前及历史的多次多普勒测高仪数据，取最大值和最小值之间的差值进行判断，当检测到有平整海底地形时，即T4地形检测平整；AUV动力停机减速，切换至自由下沉，即P4自由下沉；S6：锚链触底后，调整AUV姿态，完成卧底任务；检测到AUV锚链触底后，即T5触底检测；结合自身姿态传感器信息，通过调整前后锚链的长度，调整AUV自身的姿态，即P5锚链调整；最终完成卧底任务，即P6卧底完成；S7：卧底任务中始终执行故障检测，若发生故障，针对故障类型进行相应操作；在整个任务过程中，如果发生航行故障，即T7航行故障；AUV会进行故障检测，即P7故障检测；根据检测到的故障危险程度分为一般故障和危险故障，即T9一般故障和T8危险故障；决定进行故障等待或是紧急上浮，即P8故障等待或P9紧急上浮。

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