公开(公告)号：CN113608541B

公开(公告)日：2023-05-23

申请号：CN202110904247.6

申请日：2021-08-06

申请人： 中国科学院声学研究所

发明人： 解玮 ,  郝程鹏 ,  马慧 ,  司昌龙

IPC分类号： G05D1/08

摘要： 本申请提出一种水下航行器姿态控制方法和系统，所述方法包括：设置控制对象的控制目标的值；所述控制对象包括舵机，控制目标至少包括以下：俯仰角、横滚角和偏航角；获得所述控制目标的至少一个过渡信号；根据所述控制对象输出的第一姿态计算姿态估计值和扰动量估计值；所述控制对象输出的第一姿态包括所述控制对象输出的第一俯仰角、第一横滚角和第一偏航角；所述姿态估计值至少包括俯仰角估计值、横滚角估计值和偏航角估计值；计算所述过渡信号与所述姿态估计值的误差值，对所述误差值进行非线性误差反馈，得出第一控制量；根据所述扰动量的估计值对第一控制量进行补偿，获得第二控制量；根据所述第二控制量获得所述控制对象输出的第二姿态。

公开(公告)号：CN115993832A

公开(公告)日：2023-04-21

申请号：CN202310056542.X

申请日：2023-01-18

申请人： 中国科学院声学研究所

发明人： 解玮 ,  郝程鹏 ,  马慧 ,  司昌龙 ,  王锐

IPC分类号： G05D1/06

摘要： 本发明公开了一种自主水下航行器横滚线性自抗扰控制系统，用于对水下航行器横滚姿态进行控制，该系统包括：线性扩张状态观测器，用于观测出水下航行器的外部扰动量及内部非线性动态特性的变化；线性误差反馈模块，用于对横滚角期望值与经线性扩张状态观测器的观测信号之间的误差进行线性组合输出反馈值；扰动补偿模块，用于根据线性扩张状态观测器测出的水下航行器总的扰动量以及线性误差反馈模块输出的反馈值对水下航行器进行闭环补偿，最终实现水下航行器的横滚角等于横滚角期望值。本发明采用线性自抗扰控制算法对水下航行器横滚姿态进行控制，有效提高了系统鲁棒性；把系统内部和外部扰动当作总扰动进行估计并补偿，提高了抗干扰能力。

公开(公告)号：CN115576334A

公开(公告)日：2023-01-06

申请号：CN202211098949.0

申请日：2022-09-07

申请人： 中国科学院声学研究所

发明人： 王锐 ,  郝程鹏 ,  马慧 ,  司昌龙 ,  解玮 ,  侯朝焕

IPC分类号： G05D1/06

摘要： 本发明提供了一种欠驱动水下航行器编队控制方法及系统，所述方法包括：建立水下航行器模型；利用图论知识建立通信拓扑式，引入辅助变量构建编队控制器；计算虚拟控制律，并将结果用于控制器的设计中，计算出控制推力输入与理想姿态指令；计算输入力矩使水下航行器的姿态跟踪理想姿态指令，使得一组航行器可以实现编队航行。本发明的优势在于：利用单位四元数对姿态进行描述，提高运算效率并可以避免奇点；通过一个积分型辅助变量结合双曲正切饱和函数构建编队控制器，增加了编队集群过程中的平稳性。

公开(公告)号：CN115542929A

公开(公告)日：2022-12-30

申请号：CN202211242898.4

申请日：2022-10-11

申请人： 中国科学院声学研究所

发明人： 王锐 ,  郝程鹏 ,  马慧 ,  司昌龙 ,  林晓波 ,  解玮 ,  侯朝焕

IPC分类号： G05D1/06

摘要： 本发明提供了一种欠驱动水下航行器自适应镇定控制方法及系统，所述方法包括：建立水下航行器模型，将模型分解为一个欠驱动外环子系统和一个全驱动内环子系统；构造一个含有时间变量的辅助变量，计算外环系统理想线速度和理想角速度指令，作为外环控制器使外环系统镇定；利用自适应估计结果构造参数自适应律，对未知参数进行自适应估计；构造自适应控制器，该控制器包括控制推力以及控制力矩，使航行器线速度和角速度跟踪外环系统的理想线速度和角速度，实现整个系统的镇定；计算控制推力τ1以及控制力矩τ2。本发明的优势在于：采用自适应控制方法解决了模型参数未知时欠驱动水下航行器的镇定控制问题，应用范围更广。