[发明专利]一种基于扑翼偏置的仿蝠鲼水下航行器滑翔航向控制方法

权利要求书

1.一种基于扑翼偏置的仿蝠鲼水下航行器滑翔航向控制方法，其特征在于：仿蝠鲼航行器左侧胸鳍包含2个舵机，分别命名为第一舵机单元(1)和第二舵机单元(2)，右侧胸鳍舵机命名为第三舵机单元(3)和第四舵机单元(4)；每个舵机单元由一个转换公式的输出控制构成一个单元；左侧胸鳍第一舵机单元(1)与第二舵机单元(2)联系，右侧胸鳍第三舵机单元(3)与第四舵机单元(4)联系；通过胸鳍中间第二舵机单元(2)和第三舵机单元(3)建立左右侧胸鳍之间的联系，航向控制步骤如下：

步骤1计算航向偏差及航向偏差变化率：通过姿态传感器获得水下航行器的当前方位角为x，顺时针为正，任务设定的参考航向为x_d，则航向偏差Δx为

Δx＝x-x_d

对航向偏差求导，得到航向偏差变化率v为：

其中t为水下航行器的深度传感器信息更新周期；

步骤2、查询模糊控制规则表：以航向偏差与航向偏差变化率作为输入，即以Δx作为横坐标E的值、v作为纵坐标Ec的值进行表格查询，通过查询模糊控制规则表得到偏置参数；

步骤3：根据偏置参数应计算出对应的航行器胸鳍控制信号，采用下述转换公式实现仿蝠鲼航行器胸鳍偏置运动的控制：

其中，各方程均以Δx为输入，分别为舵机单元1偏置转换公式、舵机单元2偏置转换公式、舵机单元3偏置转换公式、舵机单元4偏置转换公式；式中k₁表示第1个舵机单元的设置偏置值，c₁表示第1个舵机单元的参考零位，d₁表示第1个舵机单元的计算转换系数；k₂表示第2个舵机单元的设置偏置值，c₂表示第2个舵机单元的参考零位，d₂表示第2个舵机单元的计算转换系数；k₃表示第3个舵机单元的设置偏置值，c₃表示第3个舵机单元的参考零位，d₃表示第3个舵机单元的计算转换系数；k₄表示第4个舵机单元的设置偏置值，c₄表示第4个舵机单元的参考零位，d₄表示第4个舵机单元的计算转换系数；h₁表示舵机单元1的输出值，h₂表示舵机单元2的输出值，h₃表示舵机单元3的输出值，h₄表示舵机单元4的输出值；

步骤4：将输出值作用到四个舵机单元，从而实现左右偏置不对称的弓形滑翔完成航向控制。