基于模型预测控制算法的轻型长航程AUV航控系统研究

发布时间：2021-04-30 04:02

　　针对海洋时变中小尺度过程长期精细观测需求,研制了一种轻型长航程AUV。这种AUV的最大特征是借鉴了水下滑翔机的变浮力、重心可调执行机构,使得其具备海洋环境自适应能力,可在不同海水密度条件下实现零攻角高效航行。首先介绍了轻型长航程AUV的系统组成,讨论了这种可变浮力、可调重心AUV的航行控制系统设计;针对这种AUV新增的浮力和重心两个控制输入量间存在系统耦合的问题,开展了基于模型预测算法的零攻角定深航行控制器研究,着重阐述和推导了控制目标的修正、面向控制的动力学建模以及模型预测控制器的设计过程;最后通过仿真验证了所述方案和方法的可行性。该研究有利于提高轻型长航程AUV的航行效率,进一步提升AUV的续航能力。 

【文章来源】：海洋技术学报. 2020,39(02)

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
1 轻型长航程AUV的系统组成
2 AUV航行控制系统设计
3 模型预测控制器设计
    3.1 深度控制目标转化
    3.2 面向控制的垂直面系统建模
        3.2.1 浮力和重心可调的AUV垂直面动力学建模参考潜艇标准六自由度运动方程以及平面运动假
        3.2.2 浮力调节过程的AUV状态空间方程
        3.2.3 重心调节过程的AUV状态空间方程
    3.3 双模型切换的模型预测定深控制器设计
4 仿真试验与分析
5 结论



本文编号：3168798