[发明专利]一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法

说明书

本发明公开了一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法，包括：S1.非鱼雷头型航行体的六自由度运动模型进行解耦得到非线性模型；S2.根据非线性模型获取控制输入深度y_i，计算y_i与参考深度y_r之间的深度偏差y_error，根据y_error计算俯仰角控制指令θ，用θ来实时更新俯仰角参考指令θ_r；S3.根据更新后的θ实时获取俯仰角综合跟踪误差s_θ；根据s_θ获取航行体的控制输入水平舵角δ_e；S4.通过δ_e对非鱼雷头型航行体的当前纵向平面运动进行实时控制，并实时获取下一个控制输入深度用于更新S2中的y_i，直至非鱼雷头型航行体稳定在目标深度。本发明的控制方法稳定性高且收敛速度快。

技术领域

本发明涉及非鱼雷头型航行体技术领域，更具体的说是涉及一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法。

背景技术

非鱼雷头型的航行体由于其头部以及外部流型的特殊设计使得其在水中的航行速度得到显著提升，能够增加其命中率以及打击威力，但同时也带来了其控制的稳定性不足以及收敛时间过长的问题。

因此，如何提供一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法来控制非鱼雷头型的航行体的稳定性以及缩短收敛时间是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法，目的在于解决现有的非鱼雷头型的航行体控制稳定性差且收敛时间长的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法，包括以下步骤：

S1.非鱼雷头型航行体的六自由度运动模型进行解耦得到非线性模型；

S2.根据所述非线性模型获取控制输入深度y_i，计算控制输入深度y_i与参考深度y_r之间的深度偏差y_error，根据深度偏差y_error计算俯仰角控制指令θ，用俯仰角控制指令θ来实时更新俯仰角参考指令θ_r；其中，俯仰角控制指令θ的计算方法为：

式中，为航行体的攻角估计值，λ_y为控制修正系数，Φ_y表示深度限幅范围，sat()为饱和限幅函数；

S3.根据更新后的俯仰角控制指令θ实时获取俯仰角综合跟踪误差s_θ：

式中，λ_θ＞0为俯仰角控制参数；

根据俯仰角综合跟踪误差s_θ获取航行体的控制输入水平舵角δ_e：

f＝[f₁ f₂ f₃ f₄]^T

式中，Y反映了航行体的姿态信息，f反映了航行体自身的流体运动特性，为估计值，ε_θ＞0为滑模控制切换项参数，k₁为俯仰角误差的系数；

S4.通过控制输入水平舵角δ_e对所述非鱼雷头型航行体的当前纵向平面运动进行实时控制，并实时获取下一个控制输入深度用于更新S2中的y_i，直至所述非鱼雷头型航行体稳定在目标深度。