[发明专利]一种基于重心的ROV推力分配方法

说明书

本发明涉及一种基于重心的ROV推力分配方法，包括以下步骤：通过现场采集模块采集操纵杆的运动操作激励信号，或者通过自动运动控制获取运动激励信号；将运动激励信号代入初步推力分配公式，获取各个推进器的推力控制信号，并传递给各推进器的控制电路；调节推力分配公式中的重心系数，分别使进退及侧移尽量保持直线运动；将获取的两组重心系数进行拟合，获取进退和侧移时可共用的重心系数；拟合公式和初步推力分配公式共同组成ROV的推力分配公式。本发明简单实用，未明显增加推力分配算法的复杂度，能够提高ROV的运动性能，同时允许设计时存在微小的重心偏差，减轻了ROV的设计难度。

技术领域

本发明涉及ROV的航行运动控制技术领域，具体地说是一种基于重心的ROV推力分配算法。

背景技术

随着人类对海洋开发需求的日益增加，ROV遥控潜水器作为一种可以完成观测、摄影、打捞和施工等作业的水下设备，无论在军用领域、民用领域还是科研领域，都具有非常广阔的应用前景。而推力分配方法的好坏则决定着ROV能否很好的完成航行运动控制，是ROV能顺利完成作业的关键技术之一。

推力分配方法通常是根据来自操纵杆或自动控制计算出的运动操纵激励信号、计算出各个推进器的推力设定信号，然后发送给推进器的控制电路，驱动各个推进器输出相应的推力。运动操纵激励信号有进退、侧移、转向、潜浮、横倾、纵倾等共6个。

常规的推力分配算法通常忽略掉重心的微小偏移对运动控制性能的影响，造成了在净水中仅操纵进退或者侧移时，航向也会产生较大的偏差，即ROV不会以直线行驶，可见，常规的推力分配算法不能有效抑制重心偏移引起的干扰。

因此研究一种简单实用的推力分配方法，减少重心偏移对ROV的干扰，提升运动控制、尤其是自动运动控制的性能，是目前ROV运动控制中一个重点需要解决的实际问题。

发明内容

针对传统ROV推力分配方法的不足，本发明提供一种即简单又实用的推力分配方法，可有效减弱重心偏移带来的干扰，提升ROV运动控制的性能与减轻操作人员的操作强度。同时与传统推力分配方法相比，增加的运算量也可以忽略不计。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于重心的ROV推力分配方法，包括以下步骤：

采集运动操作激励信号并将其值代入初步推力分配公式，获取各个推进器的推力；

对ROV进退的重心系数、侧移的重心系数进行拟合得到共用的重心系数；

将共用的重心系数重新代入初步推力分配公式中得到各个推进器的推力，控制各推进器的推力输出。

所述初步推力分配公式为：

F1＝C_xF_x+C_yF_y+M_z

F2＝F_x-C_yF_y-M_z

F3＝C_xF_x-F_y+M_z

F4＝F_x+F_y-M_z