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申请/专利权人:中国船舶集团有限公司第七一六研究所
摘要:本发明公开了一种基于双喷水推进器无人艇的改进MFAC控制方法,包括:根据期望状态和无人艇当前状态,计算偏差ek,通过偏差和无人艇状态信息计算伪偏导数φk;在原无模型自适应控制算法基础上,计算出伪偏导数φk;进行控制量uk的自适应迭代解算;然后通过无人艇执行器接收到控制指令,不断更新无人艇系统状态直至达到期望状态。本发明通过积分环节、自适应衰减参数以及tanh函数非线性化处理,解决了双喷水推进器无人艇系统响应慢、收敛震荡以及稳态误差等问题,从而使得无人艇能够稳定的收敛到期望状态。
主权项:1.一种基于双喷水推进器无人艇的改进MFAC控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1,根据期望航行状态ydk和当前无人艇k时刻的航行状态yk,计算偏差ek,ek=ydk-yk;步骤2,基于偏差ek计算输出控制量uk;步骤3,无人艇的执行机构接收并执行控制量uk指令,改变无人艇的运行状态,之后令k=k+1;步骤4,实时比较偏差ek与期望偏差edk,若偏差ek小于期望偏差edk,则认为到达无人艇的期望航行状态ydk,跳出循环,结束控制过程,否则转至步骤1继续循环计算,直至偏差ek小于期望偏差edk;步骤2所述基于偏差ek计算输出控制量uk,具体包括:无人艇为多输入多输出系统,表示为:yk+1=fyk,L,yk-ny,uk,L,uk-nu其中,yk∈R,uk∈R分别表示k时刻的航行状态输入和控制量输出,yk+1为k+1时刻航行状态输入,ny,nu是系统的阶数;步骤2-1,利用下述公式计算k时刻输出控制量uk: 其中, Δyk=yk+1-yk,Δuk-1=uk-uk-1, φk=φ1,如果|φk|≤ε或|Δuk-1|≤ε式中,μ>0为权重系数,η∈0,1]为步长因子,φk为k时刻伪偏导数,φk-1为k-1时刻伪偏导数,uk-1为k-1时刻输出控制量,λ,ρ为可调控制参数,λ1,λ2,γ为可调参数,κ为衰减参数,κ∈0,1],T为控制解算周期,ε-=0.000001;步骤2-2,将控制量uk归一化处理为同时进行如下转换: 步骤2-3,对u*k进行反归一化,得到最终输出控制量uk。
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