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申请/专利权人：大连海事大学
摘要：本发明提供了一种水下航行器轨迹追踪的非线性模型预测方法，包括如下步骤：S1：以水下航行器驱动装置状态为输入量，基于运动学方程和动力学方程建立系统运动控制模型；S2：结合给定的参考轨迹和系统运动控制模型，将轨迹追踪问题转换为带有输入以及状态约束的非线性模型预测控制的滚动优化问题，得到非线性模型预测控制器；S3：基于非线性模型预测控制器，设计控制率函数，通过基于李雅普诺夫函数特征的收缩函数为非线性模型预测控制器提供初始输入的优化数值；本发明考虑了输入约束，在保证系统的闭环稳定性的同时结合传统NMPC方法的优势，最小化给定的性能指数，解决复杂环境下的水下航行器的轨迹追踪问题。
主权项：1.一种水下航行器轨迹追踪的非线性模型预测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立水下航行器的固定坐标系以及机体坐标系，使固定坐标系和机体坐标系能够相互转换；在固定坐标系和机体坐标系中，根据水下航行器的外形特征以及水动力特性建立水下航行器的运动学方程和动力学方程；以水下航行器驱动装置状态为输入量，基于运动学方程和动力学方程建立系统运动控制模型；S2：结合给定的参考轨迹和系统运动控制模型，将轨迹追踪问题转换为带有输入以及状态约束的非线性模型预测控制的滚动优化问题，得到非线性模型预测控制器；S3：基于非线性模型预测控制器，设计辅助控制率函数，通过基于李雅普诺夫函数特征的收缩函数为非线性模型预测控制器提供初始输入的优化数值，优化数值在可行域内的初始输入，以保证闭环稳定性；S4、基于S2的非线性模型预测控制器，以及S3的辅助控制率函数为滚动优化过程提供的满足李雅普诺夫函数的输入可行域，对整个轨迹跟踪控制问题进行求解，得到航行器在约定的曲线下的跟踪结果。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 大连海事大学 一种水下航行器轨迹追踪的非线性模型预测方法
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