專利名稱：一種無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無纜自治水下航行體(AUV, Autonomous UnderwaterVehicle)的懸停控制方法，具體地說是無纜自治水下航行體在水下相對于水流靜止并保持固定深度的控制方法。主控計(jì)算機(jī)通過控制艏部和艉部垂直槽道推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)對水下水下航行體深度和縱傾角的控制，使水下航行體穩(wěn)定保持在水下設(shè)定的深度和穩(wěn)定的姿態(tài)。
背景技術(shù)：
以往的自治水下水下航行體是通過水下航行體上浮到水面來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位校準(zhǔn)的，這樣無法保證水下航行體的隱蔽性，同時，當(dāng)水面航行船只較多時，也無法保證水下航行體的安全性。有鑒于此，我們設(shè)計(jì)了水下航行體在水下實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位校準(zhǔn)的功能。即當(dāng)水下航行體需要進(jìn)行衛(wèi)星定位校準(zhǔn)時，水下航行體在水下8米懸停，然后控制水下航行體內(nèi)的絞車釋放一定長度的電纜(約12米)，電纜另一端的衛(wèi)星定位信標(biāo)在正浮力的作用下上浮到水面，進(jìn)行衛(wèi)星定位校準(zhǔn)。如果懸停時水下航行體的深度和姿態(tài)不穩(wěn)定，會大大降低衛(wèi)星定位校準(zhǔn)的成功率，甚至?xí)?dǎo)致校準(zhǔn)失敗。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前無纜自治水下航行體無法實(shí)現(xiàn)懸停的不足，本發(fā)明提供了一種無纜自治水下航行體懸停控制方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒?，包括以下步驟水下航行體采集安裝在航行體上的傳感器信息，將采集到的深度值和縱傾角進(jìn)行濾波后作為反饋信號，采用PID控制方法實(shí)現(xiàn)深度和縱傾角的控制并得到控制量；然后根據(jù)推進(jìn)器布局進(jìn)行控制量分配，將各推進(jìn)器的控制量輸出至艏部和艉部垂直槽道推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)懸?？刂?。所述將采集到的深度值進(jìn)行濾波采用排序均值法，具體為采集10個深度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行排序，去掉最高值和最低值，取剩余數(shù)據(jù)的平均值作為當(dāng)前的真值。所述采用PID控制方法實(shí)現(xiàn)深度和縱傾角的控制具體為給定目標(biāo)值和反饋信息包括深度值和縱傾角；給定目標(biāo)值和反饋信息作差分別得到深度值和縱傾角誤差作為PID控制的輸入。所述深度和縱傾角的控制量Pn分別通過以下公式得出
權(quán)利要求
1.一種無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒?，其特征在于包括以下步驟 水下航行體采集安裝在航行體上的傳感器，將采集到的深度值和縱傾角進(jìn)行濾波后作為反饋信號，采用PID控制方法實(shí)現(xiàn)深度和縱傾角的控制并得到控制量；然后根據(jù)推進(jìn)器布局進(jìn)行控制量分配，將各推進(jìn)器的控制量輸出至艏部和艉部垂直槽道推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)懸?？刂?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒?，其特征在于所述將采集到的深度值進(jìn)行濾波采用排序均值法，具體為采集10個深度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行排序，去掉最高值和最低值，取剩余數(shù)據(jù)的平均值作為當(dāng)前的真值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無纜自治水下航行體的懸停控制方法，其特征在于所述采用PID控制方法實(shí)現(xiàn)深度和縱傾角的控制具體為給定目標(biāo)值和反饋信息包括深度值和縱傾角；給定目標(biāo)值和反饋信息作差分別得到深度值和縱傾角誤差作為PID控制的輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒?，其特征在于所述深度和縱傾角的控制量Pn分別通過以下公式得出
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒?，包括以下步驟水下航行體采集安裝在航行體上的傳感器信息，將采集到的深度值和縱傾角進(jìn)行濾波后作為反饋信號，采用PID控制方法實(shí)現(xiàn)深度和縱傾角的控制并得到控制量；然后根據(jù)推進(jìn)器布局將控制量分配并輸出至艏部和艉部垂直槽道推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)懸?？刂?。本發(fā)明采用的無纜自治水下航行體的懸?？刂品椒蓪?shí)現(xiàn)無纜自治水下航行體在設(shè)定深度下的穩(wěn)定懸停，懸停期間水下航行體深度誤差小于±0.5米，縱傾角變化范圍小于±10度。為無纜自治水下航行體在水下順利完成衛(wèi)星定位校準(zhǔn)提供技術(shù)保證。
文檔編號G05B13/04GK103064422SQ20121048743
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者劉健, 林揚(yáng), 鄭榮, 于闖, 徐會希, 梁保強(qiáng) 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所