[发明专利]一种基于参数辨识的无人艇自适应控制方法

权利要求书

1.一种基于参数辨识的无人艇自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，在无人艇上安装惯性导航设备，测量无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号，并根据无人艇任务，设置无人艇的期望纵荡速度信号，进行比较后得到无人艇的纵荡速度误差信号；再根据纵荡速度误差信号进行组合非线性变换，得到纵荡速度误差非线性信号；然后根据纵荡速度误差非线性信号通过惯性延迟环节，得到速度常值干扰惯性自适应估计信号；并根据纵荡速度误差非线性信号与纵荡速度误差信号设计速度常值干扰迭代自适应速率信号；然后再进行积分迭代，得到速度常值干扰迭代自适应估计信号；然后叠加速度常值干扰惯性自适应估计信号得到速度常值干扰参数自适应辨识总信号如下：

e₁＝u-u^d；

c_0b(n+1)＝c_0b(n)+c_d0bT；

其中u为无人艇的纵荡速度信号，r为无人艇的艏摇角速度信号；u^d为无人艇的期望纵荡速度信号；e₁为无人艇的纵荡速度误差信号；s为惯性延迟环节传递函数的微分算子；e_a1为纵荡速度误差非线性信号；l₁₁、l₁₂与ε₁为非线性变换的常值参数；T₁为惯性延迟环节的时间参数，为常数；c_0a为速度常值干扰惯性自适应估计信号；c_d0b为速度常值干扰迭代自适应速率信号；c_0b为速度常值干扰迭代自适应估计信号，l₁₃、l₁₄为常值参数信号，用于调节自适应迭代的速度快慢；T为迭代周期参数，为常值；为速度常值干扰参数自适应辨识总信号；

步骤S20，根据所述的纵荡速度误差非线性信号、无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号，通过惯性延迟环节，得到平动转动耦合干扰惯性自适应估计信号；再根据所述的纵荡速度误差信号、纵荡速度误差非线性信号、无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号进行非线性组合，得到平动转动耦合干扰迭代自适应速率信号，再进行积分迭代，得到平动转动耦合干扰迭代自适应估计信号；然后叠加平动转动耦合干扰惯性自适应估计信号得到平动转动耦合干扰参数自适应辨识总信号如下：

c_1b(n+1)＝c_1b(n)+c_d1bT；

其中c_1a为平动转动耦合干扰惯性自适应估计信号；c_d1b为平动转动耦合干扰迭代自适应速率信号，c_1b为平动转动耦合干扰迭代自适应估计信号；为平动转动耦合干扰参数自适应辨识总信号；l₂₃、l₂₄为常值参数信号，用于调节自适应迭代的速度快慢；

步骤S30，根据所述的纵荡速度误差非线性信号、无人艇的纵荡速度信号通过惯性延迟环节，得到平动干扰惯性自适应估计信号；再根据所述的纵荡速度误差信号、纵荡速度误差非线性信号、无人艇的纵荡速度信号与艏摇角速度信号进行非线性组合，得到平动干扰迭代自适应速率信号，再进行积分迭代，得到平动干扰迭代自适应估计信号；然后叠加平动干扰惯性自适应估计信号得到平动干扰参数自适应辨识总信号如下：

c_2b(n+1)＝c_2b(n)+c_d2bT；

其中c_2a为平动干扰惯性自适应估计信号；c_d2b为平动干扰迭代自适应速率信号，c_2b为平动干扰迭代自适应估计信号；为平动干扰参数自适应辨识总信号；l₃₃、l₃₄为常值参数信号，用于调节平动干扰自适应迭代的速度快慢；

步骤S40，根据所述的纵荡速度误差信号与的纵荡速度误差非线性信号进行组合积分，得到速度误差组合积分信号；然后根据所述的速度常值干扰惯性自适应估计信号与纵荡速度误差非线性信号，求解速度误差近似微分信号；最后根据所述的速度常值干扰参数自适应辨识总信号、平动转动耦合干扰参数自适应辨识总信号以及平动干扰参数自适应辨识总信号叠加纵荡速度误差信号、速度误差组合积分信号以及速度误差近似微分信号，得到最终的纵荡推进力信号，输送给无人艇推进系统，实现对无人艇期望速度的精确跟踪控制如下：

s₁＝∫(e₁+l_s1e_1a)dt；

其中s₁为速度误差组合积分信号；l_s1为常值参数；e_1d为速度误差近似微分信号；τ_u为纵荡推进力信号，k₁、k₂、k₃为常值控制参数。