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公开(公告)号：CN107024863A
公开(公告)日：2017-08-08
申请号：CN201710184342.7
申请日：2017-03-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明利用生物启发模型的微分输出特性，提供一种避免微分爆炸的UUV轨迹跟踪控制方法。包括以下步骤：步骤1：初始化；步骤2：利用欠驱动UUV的数学模型得出位置、姿态误差变量；步骤3：计算虚拟控制律，并利用生物启发模型输出值代替虚拟期望控制律；步骤4：构造Lyapunov函数将位置误差的镇定转移到对速度误差的镇定上，利用生物启发模型输出代替虚拟控制量的实时求导避免微分爆炸现象，实现速度误差的镇定；步骤5：设计轨迹跟踪控制器。本发明方法能够避免传统反步法中由反复求导导致的微分爆炸现象，简化控制器的复杂性；同时，结合生物启发模型的控制器满足推进器的推力约束和欠驱动UUV三维轨迹跟踪对位置、速度以及姿态的时间约束要求。
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公开(公告)号：CN110308735A
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201910597280.1
申请日：2019-07-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明属于水下无人航行器控制研究领域，具体涉及一种针对输入时滞的欠驱动UUV轨迹跟踪滑模控制方法。本发明基于级联系统控制思想，针对外界未知有界干扰和参数摄动，计算消除虚拟控制误差的积分时滞滑模纵向、艏向和纵倾控制律，根据控制律调整UUV的纵向速度、艏向角速度和纵倾角速度，完成UUV轨迹跟踪滑模控制过程。本发明通过建立虚拟欠驱动UUV，将欠驱动UUV轨迹跟踪控制问题被转换成跟踪误差镇定问题，简化了计算过程；利用滑模控制，提高了系统的控制性能和鲁棒性，满足欠驱动UUV三维轨迹跟踪对位置、速度以及姿态的时间约束要求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107024863B
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201710184342.7
申请日：2017-03-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明利用生物启发模型的微分输出特性，提供一种避免微分爆炸的UUV轨迹跟踪控制方法。包括以下步骤：步骤1：初始化；步骤2：利用欠驱动UUV的数学模型得出位置、姿态误差变量；步骤3：计算虚拟控制律，并利用生物启发模型输出值代替虚拟期望控制律；步骤4：构造Lyapunov函数将位置误差的镇定转移到对速度误差的镇定上，利用生物启发模型输出代替虚拟控制量的实时求导避免微分爆炸现象，实现速度误差的镇定；步骤5：设计轨迹跟踪控制器。本发明方法能够避免传统反步法中由反复求导导致的微分爆炸现象，简化控制器的复杂性；同时，结合生物启发模型的控制器满足推进器的推力约束和欠驱动UUV三维轨迹跟踪对位置、速度以及姿态的时间约束要求。
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公开(公告)号：CN106843241A
公开(公告)日：2017-06-13
申请号：CN201710085964.4
申请日：2017-02-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明提供的是一种基于辅助推进器的UUV水下定点回转探测方法及控制系统。UUV自主航行至待探测水域上方就位，开启垂直辅助推进器做定点下潜；实时监测UUV高度，若没有触底危险则继续下潜至指定深度，调用定点悬停算法进行定点悬停，若有触底危险则停止下潜直接定点悬停；开启前视声纳，采集前方可测范围内的环境信息；下达定点回转指令，通过定点回转算法对艏、艉水平辅助推进器进行推力分配，使UUV以转艏角速度做匀速定点回转，直到完成回转次数；完成探测任务，准备执行下一任务。本发明避免了传统巡游方式探测地形的局限，并解决了利用主推进器驱动无法实现定点的问题，实现了UUV高效、隐蔽、无死区的地形探测。
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公开(公告)号：CN110308735B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN201910597280.1
申请日：2019-07-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明属于水下无人航行器控制研究领域，具体涉及一种针对输入时滞的欠驱动UUV轨迹跟踪滑模控制方法。本发明基于级联系统控制思想，针对外界未知有界干扰和参数摄动，计算消除虚拟控制误差的积分时滞滑模纵向、艏向和纵倾控制律，根据控制律调整UUV的纵向速度、艏向角速度和纵倾角速度，完成UUV轨迹跟踪滑模控制过程。本发明通过建立虚拟欠驱动UUV，将欠驱动UUV轨迹跟踪控制问题被转换成跟踪误差镇定问题，简化了计算过程；利用滑模控制，提高了系统的控制性能和鲁棒性，满足欠驱动UUV三维轨迹跟踪对位置、速度以及姿态的时间约束要求。
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公开(公告)号：CN106444806B
公开(公告)日：2019-03-05
申请号：CN201610854361.1
申请日：2016-09-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明提供的是一种基于生物速度调节的欠驱动AUV三维轨迹跟踪控制方法。包括以下步骤：步骤1：AUV根据当前任务给定期望轨迹位置信息并获取当前的位置、姿态信息；步骤2：利用欠驱动UUV的数学模型得出位置、姿态误差变量；步骤3：采用定义虚拟速度误差变量的方法，计算出虚拟控制律；步骤4：通过生物启发模型完成对速度误差进行动态调节；步骤5：推导动态速度调节控制器。本发明方法能够对欠驱动AUV的速度误差进行动态调节，同时在避免传统反步法中艏向角误差等于90°时奇异值的同时，提高了控制器的性能，实现了在外界常值扰动下对时变三维轨迹的精确跟踪。
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公开(公告)号：CN106444806A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201610854361.1
申请日：2016-09-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/08
CPC classification number: G05D1/0875
Abstract: 本发明提供的是一种基于生物速度调节的欠驱动AUV三维轨迹跟踪控制方法。包括以下步骤：步骤1：AUV根据当前任务给定期望轨迹位置信息并获取当前的位置、姿态信息；步骤2：利用欠驱动UUV的数学模型得出位置、姿态误差变量；步骤3：采用定义虚拟速度误差变量的方法，计算出虚拟控制律；步骤4：通过生物启发模型完成对速度误差进行动态调节；步骤5：推导动态速度调节控制器。本发明方法能够对欠驱动AUV的速度误差进行动态调节，同时在避免传统反步法中艏向角误差等于90°时奇异值的同时，提高了控制器的性能，实现了在外界常值扰动下对时变三维轨迹的精确跟踪。
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