[发明专利]一种自触发通信的水下滑翔机协同控制系统

权利要求书

1.一种自触发通信的水下滑翔机协同控制系统，其特征在于，包括通信网络、水下滑翔机、路径跟踪制导模块、协同模块、低频学习与模糊控制模块、动力学控制模块、自触发事件模块，

路径跟踪制导模块用于获取水下滑翔机的位置、航向、速度以及给定路径信息，计算水下滑翔机的给定纵向速度、俯仰角速度以及纵向跟踪误差，所述计算水下滑翔机的给定纵向速度、俯仰角速度以及纵向跟踪误差是通过公式(1)、(2)进行计算，

x_ie＝[x_i-x_id(χ_i)]cosθ_id-[z_i-z_id(χ_i)]sinθ_id            (2)

其中，x_i、z_i为水下滑翔机的位置信号，θ_i为航向信号，u_i、q_i为速度信号以及x_id、z_id为给定路径信号，u_iu、q_iq与θ_iθ分别为给定纵向速度信号、俯仰角速度信号和俯仰角信号；x_ie、z_ie、θ_ie分别表示水下滑翔机的纵向跟踪误差、垂向跟踪误差和俯仰角误差；分别为纵向速度误差u_ie、俯仰角速度误差q_ie的估计值；θ_id为预定义路径的切线角；为路径参数更新速度，x_i′_d(χ_i)、z_i′_d(χ_i)分别为给定参数化路径x_id(χ_i)、z_id(χ_i)的偏导数；v_s是路径参数χ_i的路径更新速度；是水下滑翔机的总速度；k_i1，k_i2，Δ_ix和Δ_iθ为正常数；

协同模块用于获取水下滑翔机的邻居的路径参数和纵向跟踪误差信息，计算水下滑翔机的协同路径参数信息；

低频学习与模糊控制模块用于获取给定纵向速度、俯仰角速度，水下滑翔机的纵向速度和俯仰角速度，计算纵向速度误差、俯仰角速度误差的估计值；

动力学控制模块用于获取给定纵向速度、俯仰角速度，纵向速度误差、俯仰角速度误差的估计值，有界权值，计算水下滑翔机在纵向、俯仰方向运动的控制参数；

自触发事件模块用于获取水下滑翔机在当前触发时间的基于自身估计的路径参数、基于邻居水下滑翔机估计的路径参数，设计触发条件，判断是否满足触发条件，当满足触发条件时，水下滑翔机之间进行信息交互并计算下一触发时间，所述计算下一触发时间是通过公式(3)进行计算，

其中α₁＞0,β₁＞0,α₂＞0,β₂＞0；定义第一次触发时间

通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构；

路径跟踪制导模块共三个输入端，其中两个输入端分别与水下滑翔机的输出端、协同模块的一个输出端相连，第三个输入端为给定的参考路径信号，路径跟踪制导模块的两个输出端分别与自触发事件模块的输入端、动力学控制模块的一个输入端相连；

协同模块的三个输入端分别与路径跟踪制导模块的一个输出端、通信网络的输出端和经过触发后的自触发事件模块相连；

低频学习与模糊控制模块的两个输入端分别与路径跟踪制导模块的一个输出端、水下滑翔机的输出端相连；低频学习与模糊控制模块的输出端与动力学控制模块的一个输入端相连；

动力学控制模块的输出端与水下滑翔机的输入端相连；自触发事件模块的输出端与触发开关相连。