[发明专利]基于SI控制的有缆水下机器人海底定点着陆运动控制方法

权利要求书

1.基于SI控制的有缆水下机器人海底定点着陆运动控制方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一、建立s面控制；具体过程为：

s面控制方法的控制律为：

其中，τ为控制系统产生的控制力和力矩；s为s面函数，k₁、k₂为s面控制参数，e′为位置跟踪误差；为位置跟踪误差的导数；e^s为s的e指数；

步骤二、基于步骤一建立的s面控制，建立PID控制；

步骤三、基于步骤一建立的s面控制、步骤二建立的PID控制，建立SI控制；

所述步骤二中基于步骤一建立的s面控制，建立PID控制；具体过程为：

PID控制控制率如下：

其中，k_p、k_i、k_d为PID控制参数；t为时间变量；

所述步骤三中基于步骤一建立的s面控制、步骤二建立的PID控制，建立SI控制；具体过程为：

SI方法的控制律如下

其中，t₀为PID中积分项的引入时间延迟；k₃为SI控制参数；

基于Lyapunov稳定性理论对SI控制算法的证明过程如下：

令

令

当t＞t₀时，s＞0

e＝x-x_d

因为s＞0且x＝x_d时

所以

即

当t＜t₀时，s＜0

因为s＜0且x＝x_d时

所以

即

综上可以得出sgn为符号函数；

令中间变量

由上面的推导可知

于是

由于除以一个正数t不会影响函数的正负，所以对h-t₀做局部处理；

又因为

所以

根据Lyapunov稳定性理论，SI控制算法是稳定的。