[发明专利]一种补偿UUV运动学和动力学干扰的空间轨迹跟踪控制方法

摘要

本发明公开了一种补偿UUV运动学和动力学干扰的空间轨迹跟踪控制方法，包括以下几个步骤，步骤一，给定平滑有界的期望轨迹y_d；步骤二，通过UUV搭载的惯性导航仪、深度计、姿态传感器和多普勒采集UUV当前的位姿信息和速度信息；步骤三：选取UUV前端的虚拟控制点的位置；步骤四，建立轨迹跟踪误差，进行滤波处理；步骤五，利用神经网络，得到估计后UUV运动学和动力学干扰项得到能够补偿干扰项自适应控制律u_l；步骤六，得到执行机构控制信号τ_a＝[τ_u,τ_q,τ_r]^T；步骤七，判断UUV前端的虚拟控制点的位置是否到达给定期望轨迹的终点，如果是，则结束运行；否则返回步骤二。本发明能够有效补偿因UUV运行学与动力学干扰，提高控制效果及控制精度。

主权项

1.一种补偿UUV运动学和动力学干扰的空间轨迹跟踪控制方法，其特征在于：包括以下步骤，/n步骤一：给定平滑有界的期望轨迹y_d；/n步骤二：通过UUV搭载的惯性导航仪、深度计、姿态传感器和多普勒计程仪采集UUV当前时刻的位姿信息和速度信息；/n其中，位姿信息η＝[x,y,z,θ,ψ]^T，包括纵向位移x、横向位移y、垂向位移z、纵摇角θ和艏摇角ψ；速度信息包括直接驱动速度矢量υ＝[u,q,r]^T和间接驱动速度矢量w＝[v,w]^T，包括纵向速度u、横向速度v、垂向速度w、纵摇角速度q和艏摇角速度r；/n步骤三：选取UUV前端的虚拟控制点的位置；/n步骤四：建立轨迹跟踪误差e，对轨迹跟踪误差e进行滤波处理，得到滤波后的轨迹跟踪误差e_f；/n步骤五：利用具有l个节点的两层RBF神经网络估计UUV运动学和动力学干扰项F(α)，得到UUV的运动学和动力学干扰项估计值利用滤波后的轨迹跟踪误差e_f得到神经网络自适应控制律/n步骤六：根据神经网络自适应控制律得到轨迹跟踪控制信号τ_an，进一步得到执行机构控制信号τ_a＝[τ_u,τ_q,τ_r]^T，其中τ_u是由UUV主推产生的纵向推力，τ_q为纵倾控制力矩，τ_r为转艏控制力矩；/n步骤七：判断UUV前端的虚拟控制点的位置是否到达给定期望轨迹的终点，如果是，则结束运行；否则返回步骤二。/n