[发明专利]一种温盐深绞车自动纠偏方法和装置

权利要求书

1.一种温盐深绞车自动纠偏方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：缆绳位置识别系统照射并采集到温盐深绞车的缆绳的固定点、温盐深绞车的自动滑动车后驱动桥中心点、定义自动滑动车行驶方向与x轴夹角为正航向偏差，所述缆绳的固定点沿所述自动滑动车横向至所述x轴的距离为横向偏差；

S2：假设所述自动滑动车左轮速度和左轮运动方向，所述自动滑动车右轮速度和右轮运动方向在时间间隔内均保持不变；

S3：当缆绳由于外界干扰产生距离和方向偏移时，缆绳位置识别系统识别所述缆绳的位置变化，计算得到t时刻与所述缆绳连接的所述自动滑动车的实时正航向偏差和实时横向偏差，自动纠偏系统通过计算t时刻所述左轮速度和所述右轮速度的速度差作为驱动轮差速，其中；

S4：所述缆绳位置识别系统将计算得到的t时刻实时正航向偏差和实时横向偏差传输至自动纠偏系统中，计算得到横向偏差时的最优跟踪轨迹模型，将得到的纠偏策略输送至自动滑动车的驱动器中，所述驱动器控制所述自动滑动车的车轮沿圆弧切线过渡到理想导引线，完成所述自动滑动车对标绞车卷轴控制，进而最终实现温盐深绞车自动纠偏。

2.根据权利要求1所述的一种温盐深绞车自动纠偏方法，其特征在于，所述S4步骤包括以下步骤：

S41：所述自动纠偏系统中的最优偏差控制器计算得到最佳控制轨迹，作为输入信号传输至PID控制器中，驱动反馈系统采集t时刻的所述自动滑动车不断运动过程中的实时正航向偏差和实时横向偏差作为反馈信号并传输至所述PID控制器中；

S42：将所述反馈信号与所述输入信号比较，得到驱动轮差速、驱动轮差速变化率；

S43：所述PID控制器根据所述S42步骤得到的驱动轮差速、驱动轮差速变化率以及正航向偏差和横向偏差，在最优偏差状态方程的约束下，建立t+1时刻横向偏差和航向偏差的运动学方程；

S44：所述PID控制器构建哈密尔顿最优控制函数H，计算并更新所述自动滑动车与其最优偏差路径之间的纠偏控制轨迹所需的最优控制以及位姿偏差PID控制器参数A和B，进而得到使所述自动滑动车按最优目标轨迹行驶的最优目标轨迹模型；

S45：实时对所述自动滑动车差速纠偏的调节，将所述横向偏差的初始值和所述正航向偏差的初始值作为初始量，纠偏目标、作为控制量，代入至所述S44步骤得到的最优目标轨迹模型，实现绞车装置纠偏的最优控制；

所述S43步骤中的最优偏差状态方程如下：

其中，为最大允许驱动轮差速，为最大允许驱动轮差速变化率，最大允许横向偏差，最大允许正航向偏差；

所述S43步骤建立的t+1时刻横向偏差和航向偏差的运动学方程如下：

其中，为t时刻的横向偏差，为t时刻的正航向偏差；L为当所述自动滑动车的左轮运动方向和右轮运动方向均为x轴方向时，所述自动滑动车的左轮与右轮之间沿y轴方向的距离；为t时刻的驱动轮差速，，为最优控制车速。

3.根据权利要求2所述的一种温盐深绞车自动纠偏方法，其特征在于，所述S44步骤中，PID控制器构建所述哈密尔顿最优控制函数H如下：

其中，，为纠偏控制轨迹最优的最优控制；为t时刻的驱动轮差速，，为最优控制车速，x为目标最优目标轨迹，；为所述x的一阶导数，λ为待定的二维拉格朗日乘子矢量。

4.根据权利要求3所述的一种温盐深绞车自动纠偏方法，其特征在于，纠偏控制轨迹所需的最优控制的计算公式如下：

其中，为所述λ的一阶导数。