[发明专利]一种基于侧边距的波浪滑翔器路径跟踪控制方法

权利要求书

1.一种波浪滑翔器路径跟踪方法，其特征在于，提供一种波浪滑翔器路径跟踪控制方法，具有以下步骤：

步骤一：波浪滑翔器启动侧边距路径跟踪方法，通过GPS实时定位给出波浪滑翔器当前位置(x，y)，计算当前位置(x，y)与期望轨迹的侧边距H_c，设定波浪滑翔器路径跟踪转向距离H_sct，通过判断所述侧边距H_c与转向距离H_sct的大小决定波浪滑翔器的路径跟踪方式；

步骤二：当侧边距H_c大于设定值H_set时，波浪滑翔器会沿侧边距H_c的方向逼近期望轨迹，当波浪滑翔器移动到所在位置侧边距H_c小于设定值H_set时，波浪滑翔器将会采用视向算法计算出期望航向；

期望航向角的求取，假设当前路径跟踪的期望位置是P₁＝(x_k+1，y_k+1)，波浪滑翔器的当前位置为P＝(x，y)，那么期望航向角由下面公式得到：

步骤三：得到期望航向后，将罗盘回传的当前航向与期望航向的偏差输入至PID航向控制器，输出尾舵角度，使波浪滑翔器快速收敛至期望航向，具体为：

通过合理的设置PID参数，得到稳定收敛的控制规律，使航向角偏差趋于零；PID控制规律为：

其中，δ为舵角，ψ_e为航向角偏差，系统存在一个较大的ψ_e，经PID控制便会产生一个舵角，从而控制波浪滑翔器向期望航向点航行，达到路径跟踪的效果；

步骤四：判断波浪滑翔器是否完成当前目标路径的跟踪，如果未完成，重复步骤一、步骤二和步骤三直至路径跟踪到达目标点：如果完成则切换到下一条目标路径进行跟踪，直至完成所有的路径跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种波浪滑翔器路径跟踪方法，其特征在于，步骤一所述的侧边距为波浪滑翔器距离目标路径的垂直距离，通过GPS实时定位计算出波浪滑翔器当前的侧边距H_c，在大于侧边距H_c和小于侧边距Hc时采取不同的方法进行移动。