水上无人机自主着水控制系统设计

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作   者：

杜欢;  范国梁;  易建强; 

作者机构：

中国科学院自动化研究所; 

关键词：

自主着水控制;  水上无人机;  高海况;  速度控制;  姿态控制; 

期刊名称：

控制理论与应用

基金项目：

基于海浪传感技术的水上无人机自主起降控制方法研究
基于系统浸入和流形不变的高超声速飞行器多目标综合控制方法研究
高超声速飞行器的二型模糊自适应飞行控制方法研究
智能机器人感知与控制

i s s n：

1000-8152

年卷期：

2015 年 10 期

页   码：

1305-1315

摘   要：

针对水上无人机在高海况下的着水问题,本文在分析了不同着水阶段特性的基础上,提出了一种自主着水控制系统设计方案.该方案将整个系统分为速度控制子系统和姿态控制子系统.速度控制子系统包含速度动态逆控制器和油门切换模块,姿态控制子系统包含海浪滤波器俯仰角反步控制器、高度PID控制器、俯仰角切换模块和T-S模糊推理模块.其中,海浪滤波器能有效滤除受扰姿态角中的海浪高频扰动,避免了着水之后舵面的频繁抖动;俯仰角反步控制器采用指令滤波的反步法设计,有效缓解了高海况下的舵面饱和问题.最后,在不同海况条件下进行了仿真.仿真结果表明所设计的控制系统具有良好的控制性能.