[发明专利]一种基于多推进器的水下航行器控制方法

摘要

本发明公开了一种基于多推进器的水下航行器控制方法。本发明采用七个推进器，分别以相互对称的方式排布在水下航行器上，通过改变每个推进器的电机的转速和方向，以实现力的相互叠加或抵消，进而实现水下航行器的前进后退、左右平移、原地旋转或任意半径的转弯。

主权项

一种基于多推进器的水下航行器控制方法：其特征在于，所述水下航行器包括七个推进器，其中四个推进器安装在水下航行器的水平安装面上，另外三个推进器与所述水平安装面呈一定角度安装固定；所述安装在水平安装面上的四个推进器的排布方式为：以水平安装面的中心位置为原点o，建立平面直角坐标系，定义水下航行器艏艉方向作为y轴，水平安装面 内与y轴垂直的方向作为x轴，形成xoy平面；x轴和y轴将所述水平安装面划分为四个象限，形成四个安装区；定义推进器螺旋桨所在端为尾部，其对立端为头部；第一推进器、第二推进器、第三推进器和第四推进器对应地固定在第二、一、四和三象限上，且第三推进器的头部朝向x轴，尾部朝向y轴摆放；第四推进器的头部朝向y轴，尾部朝向x轴摆放；第二推进器与第三推进器呈x轴对称；第一推进器与第四推进器呈x轴对称；z轴方向与x轴和y轴方向均垂直，形成三维直角坐标系；在xoz平面内固定两个推进器，两个推进器呈z轴对称，且两个推进器的头部朝向原点o安装；另一个推进器与水平安装面垂直、且头部朝向xoy平面安装在水下航行器的艉部；所述水平安装面上的四个推进器用于控制水下航行器的前进、后退、左移、右移、原地旋转和任意半径的转弯：根据水平安装面上的四个推进器的头尾安装方向以及水下航行器的移动方向，进行力学分析，确定每个推进器所对应电机的转动方向，之后，根据电机的转动方向和水下航行器的移动方向，设定电机的转速，进而实现四个电机转动后的合力方向与水下航行器的移动方向一致；与所述的水平安装面呈一定角度的三个推进器用于控制水下航行器垂直上浮或下潜；当控制水下航行器垂直上浮时：安装在xoz平面内的两个推进器的电机等速正转；另一个推进器的电机根据水下航行器的纵倾姿态角，自动调节电机的转速和转向；当控制水下航行器垂直下潜时：安装在xoz平面内的两个推进器的电机等速反转；另一个推进器的电机根据水下航行器的纵倾姿态角，自动调节电机的转速和转向。