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一种水下机器人滑模控制方法及系统 

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申请/专利权人:深圳大学

摘要:本发明公开了一种水下机器人滑模控制方法及系统,涉及自动控制技术领域,包括:通过视线导航法对载体进行控制降维,获取期望偏航角;确定载体的自身扰动,将自身扰动融合进入载体自身控制中,根据预设范围判断融合控制是否收敛,在收敛时结合当前偏航角误差设计输出改进偏航角误差,构建改进滑模面;确定动态趋近律期望效果,结合指数趋近律与改进滑模面、改进偏航角误差进行设计,得到动态趋近律;根据改进滑模面与动态趋近律,结合载体的状态,计算载体控制力矩,根据力矩控制载体。本发明使用改进滑模面与动态趋近律对滑模控制方法进行改进,融入载体自我扰动指标与实际工程需要,满足了实际工程需要。

主权项:1.一种水下机器人滑模控制方法,其特征在于,包括:通过视线导航法对载体进行控制降维,将对所述载体的控制降维至对艏向角的控制,获取期望偏航角;确定载体的自身扰动,得到偏航角扰动,将所述自身扰动融合进入载体自身控制中,根据所述期望偏航角和偏航角扰动得到预设范围,根据所述预设范围判断融合控制是否收敛,在收敛时结合当前偏航角误差设计输出改进偏航角误差,根据所述改进偏航角误差构建改进滑模面;确定动态趋近律的期望效果,根据所述期望效果结合指数趋近律与所述改进滑模面、改进偏航角误差进行设计,得到所述动态趋近律;根据所述改进滑模面与动态趋近律,并结合载体的实时状态、期望状态与当前自身状态,进行滑模控制律计算,进一步得到载体控制力矩,根据所述载体控制力矩控制载体;所述改进偏航角误差具体包括: 其中,ψe′为改进偏航角误差,ψ为载体实时状态,ψd为载体期望状态,ψss为偏航角扰动;所述构建改进滑模面具体包括:令e1=ψe′,根据e1,e2构建改进滑模面s=αe2+e1;其中,为改进偏航角误差ψe′的求导ω为载体偏转角速度,τt为载体的控制力矩,J为载体的惯量矩阵;为偏航角扰动的求导;所述动态趋近律具体包括: 其中,为动态趋近律,ε和k为常数,ε>0,k>0;0<a<1,b>1;所述滑模控制律计算具体包括: 其中,τ为滑模控制律,为ψd的二阶导,为偏航角扰动的二阶导,α为常数。

全文数据:

权利要求:

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