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公开(公告)号：CN103576693B
公开(公告)日：2016-06-29
申请号：CN201310553699.X
申请日：2013-11-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供的是一种基于二阶滤波器的水下机器人三维路径跟踪控制方法，利用滤波反步法进行水下机器人三维路径跟踪控制，通过引入两个基于水下机器人三维路径跟踪运动学误差模型建立的二阶滤波器，获取姿态、速度、角速度的虚拟控制量及其导数，再结合水下机器人动力学模型获取路径跟踪控制器的控制输入，作用于机器人推进器与舵机，进而实现对三维路径的跟踪；并依据李雅普诺夫能量函数对位置、姿态控制回路设计滤波反馈补偿项，对速度控制回路引入积分环节，构成系统误差补偿回路，提升跟踪系统的精度。
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公开(公告)号：CN102722177B
公开(公告)日：2014-06-25
申请号：CN201210214661.5
申请日：2012-06-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供的是一种具有PID反馈增益的自主水下航行器三维直线路径跟踪控制方法。步骤1.初始化；步骤2.通过AUV三维航迹跟踪误差方程计算AUV与期望航迹上“虚拟向导”点在Serret-Frenet坐标系下的相对位置偏差；步骤3.采用基于反馈增益的反步法，计算期望路径上“虚拟向导”点的移动速度、纵倾角和艏摇角的虚拟控制量；步骤4.计算AUV纵倾角速度和艏摇角速度的虚拟控制量；步骤5.推导欠驱动自主水下航行器AUV的三维路径跟踪的动力学控制律包括推进器推力、纵倾控制力矩和转艏控制力矩控制信号，实现欠驱动AUV的三维直线航迹跟踪控制。本发明能够实现对AUV三维空间航迹点和直线航迹的跟踪控制。
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公开(公告)号：CN102722177A
公开(公告)日：2012-10-10
申请号：CN201210214661.5
申请日：2012-06-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供的是一种具有PID反馈增益的自主水下航行器三维直线路径跟踪控制方法。步骤1.初始化；步骤2.通过AUV三维航迹跟踪误差方程计算AUV与期望航迹上“虚拟向导”点在Serret-Frenet坐标系下的相对位置偏差；步骤3.采用基于反馈增益的反步法，计算期望路径上“虚拟向导”点的移动速度、纵倾角和艏摇角的虚拟控制量；步骤4.计算AUV纵倾角速度和艏摇角速度的虚拟控制量；步骤5.推导欠驱动自主水下航行器AUV的三维路径跟踪的动力学控制律包括推进器推力、纵倾控制力矩和转艏控制力矩控制信号，实现欠驱动AUV的三维直线航迹跟踪控制。本发明能够实现对AUV三维空间航迹点和直线航迹的跟踪控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103576693A
公开(公告)日：2014-02-12
申请号：CN201310553699.X
申请日：2013-11-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供的是一种基于二阶滤波器的水下机器人三维路径跟踪控制方法，利用滤波反步法进行水下机器人三维路径跟踪控制，通过引入两个基于水下机器人三维路径跟踪运动学误差模型建立的二阶滤波器，获取姿态、速度、角速度的虚拟控制量及其导数，再结合水下机器人动力学模型获取路径跟踪控制器的控制输入，作用于机器人推进器与舵机，进而实现对三维路径的跟踪；并依据李雅普诺夫能量函数对位置、姿态控制回路设计滤波反馈补偿项，对速度控制回路引入积分环节，构成系统误差补偿回路，提升跟踪系统的精度。
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公开(公告)号：CN102768539A
公开(公告)日：2012-11-07
申请号：CN201210211449.3
申请日：2012-06-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供的是一种基于迭代的自主水下航行器三维曲线路径跟踪控制方法。步骤1.初始化；步骤2.计算初始时刻AUV当前位置与期望路径上“虚拟向导”点在AUV载体坐标系下的相对跟踪误差；步骤3.计算期望路径上“虚拟向导”点的期望移动速度、AUV运动学跟踪控制律；步骤4.在运动学等价控制律的基础上，采用迭代，推导欠驱动自主水下航行器AUV的三维路径跟踪的动力学控制律；步骤5.计算当前AUV位置ηn＝(x,y,z)与标定的转向点WPk＝(xk,yk,zk)之间的距离 若小于设定的航迹切换半径R，则表示完成当前指定路径的跟踪任务停止航行或切换下一个期望航迹，否则继续步骤2。本发明能够提高AUV的路径跟踪精度。
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公开(公告)号：CN102768539B
公开(公告)日：2014-08-06
申请号：CN201210211449.3
申请日：2012-06-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供的是一种基于迭代的自主水下航行器三维曲线路径跟踪控制方法。步骤1.初始化；步骤2.计算初始时刻AUV当前位置与期望路径上“虚拟向导”点在AUV载体坐标系下的相对跟踪误差；步骤3.计算期望路径上“虚拟向导”点的期望移动速度、AUV运动学跟踪控制律；步骤4.在运动学等价控制律的基础上，采用迭代，推导欠驱动自主水下航行器AUV的三维路径跟踪的动力学控制律；步骤5.计算当前AUV位置ηn＝(x，y，z)与标定的转向点WPk＝(xk，yk，zk)之间的距离若小于设定的航迹切换半径R，则表示完成当前指定路径的跟踪任务停止航行或切换下一个期望航迹，否则继续步骤2。本发明能够提高AUV的路径跟踪精度。
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公开(公告)号：CN102385316B
公开(公告)日：2013-03-20
申请号：CN201110275937.6
申请日：2011-09-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于神经网络反步法的欠驱动自主水下航行器变深控制方法，涉及欠驱动自主水下航行器的控制技术领域。所述的变深控制方法为：首先通过压力传感器采集压力信息，并根据该压力信息计算获得对应的自主水下航行器AUV所在的深度；然后建立欠驱动自主水下航行器AUV的数学模型和鲁棒变深控制器模型，根据海流环境以及AUV水动力参数建立欠驱动自主水下航行器AUV的数学模型，采用基于反馈增益的反步法设计鲁棒变深控制器模型；最后获得基于神经网络权重的在线学习算法和自适应鲁棒控制器参数的自适应规律，对获得的数学模型中存在的不确定性进行在线识别及误差估计，并给予补偿、优化最终控制器的输出信号，然后采用该控制器实现欠驱动自主水下航行器AUV的变深控制。
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公开(公告)号：CN102385316A
公开(公告)日：2012-03-21
申请号：CN201110275937.6
申请日：2011-09-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于神经网络反步法的欠驱动自主水下航行器变深控制方法，涉及欠驱动自主水下航行器的控制技术领域。所述的变深控制方法为：首先通过压力传感器采集压力信息，并根据该压力信息计算获得对应的自主水下航行器AUV所在的深度；然后建立欠驱动自主水下航行器AUV的数学模型和鲁棒变深控制器模型，根据海流环境以及AUV水动力参数建立欠驱动自主水下航行器AUV的数学模型，采用基于反馈增益的反步法设计鲁棒变深控制器模型；最后获得基于神经网络权重的在线学习算法和自适应鲁棒控制器参数的自适应规律，对获得的数学模型中存在的不确定性进行在线识别及误差估计，并给予补偿、优化最终控制器的输出信号，然后采用该控制器实现欠驱动自主水下航行器AUV的变深控制。
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