[发明专利]欠驱动自主水下航行器的对三维路径进行理解及跟踪控制方法

摘要

本发明提供的是一种欠驱动自主水下航行器的对三维路径进行理解及跟踪控制方法。一：将全局路径规划所得的三维路径理解为空间直线段序列；二：将空间直线段描述为自主水下航行器的目标直线段，进行惯性坐标系下的投影，在水平面形成二维直线，在垂直方向形成深度和高度坐标序列；三：对单个的水平面目标直线段进行跟踪控制，控制器采用分层的结构，位于上层的制导控制器将位置偏差转化为参考艏向角，位于下层的状态控制器将艏向角偏差转化为操纵面的转动执行角度；四：进行目标直线段的更替，完成每个目标直线段的跟踪，最终实现三维路径跟踪。本发明适用于欠驱动自主水下航行器进行远程航行及调查作业，具有一定的抗海流干扰能力。

主权项

一种欠驱动自主水下航行器的对三维路径进行理解及跟踪控制方法，其特征是：步骤一：将全局路径规划所得的三维路径理解为空间直线段序列；步骤二：将空间直线段描述为自主水下航行器的目标直线段，进行惯性坐标系下的投影，在水平面形成二维直线，在垂直方向形成深度和高度坐标序列；步骤三：欠驱动控制形式的自主水下航行器，对单个的水平面目标直线段进行跟踪控制，控制器采用分层的结构，位于上层的制导控制器将位置偏差转化为参考艏向角，位于下层的状态控制器将艏向角偏差转化为操纵面的转动执行角度；步骤四：进行步骤二所述目标直线段的更替，并依次运行步骤三完成每个目标直线段的跟踪，最终完成空间直线段序列的跟踪，实现三维路径跟踪。