申请/专利权人：哈尔滨理工大学

申请日：2023-12-28

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117873078A

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D109/30

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：一种基于人工势函数的无人水面船编队容错控制方法，涉及智能船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决无人水面船编队系统产生故障时会影响编队稳定性的问题。本发明构建参与USVi的运动学和动力学模型，进而构建出USVi的状态方程；利用USVi的状态方程构建分布式故障状态观测器，并利用该观测器观测USVi的状态估计值和执行器故障估计值；基于状态估计值和执行器故障估计构建全局估计误差模型；构建无人水面船编队的合势能函数，并利用该合势能函数构建全局跟踪误差；利用全局跟踪误差构建积分滑模面，并基于积分滑模面和全局估计误差模型构建USVi的主动容错控制器；利用USVi的主动容错控制器计算获得USVi的控制输入量对无人水面船编队进行容错控制。

主权项：1.一种基于人工势函数的无人水面船编队容错控制方法，其特征在于，具体如下：构建参与编队的无人水面船USVi的运动学和动力学模型，并将该运动学和动力学模型改写为矩阵形式，进而构建出USVi的状态方程；利用USVi的状态方程构建分布式故障状态观测器，并利用该分布式故障状态观测器观测获得USVi的状态估计值和执行器故障估计值基于USVi的状态估计值和执行器故障估计值构建全局估计误差模型；构建无人水面船编队的合势能函数，并利用该合势能函数构建全局跟踪误差；利用全局跟踪误差构建积分滑模面并基于积分滑模面和全局估计误差模型构建USVi的主动容错控制器；利用USVi的主动容错控制器计算获得USVi的控制输入量τi，利用该控制输入量τi对无人水面船编队进行容错控制；所述USVi的主动容错控制器表达式如下： 其中，L1为跟随无人水面船之间通讯拓扑的拉普拉斯矩阵，L0为领航者USV0与USVi间的通信拓扑矩阵，K3为参数矩阵，ei为USVi的跟踪误差，i＝1,2,...,N，N为参与参与编队的跟随无人水面船总数，IN为N阶的单位矩阵，τ0为USV0的控制输入量，EFi为USVi控制系统的故障分布矩阵，中间变量Mi为USVi控制系统的惯性矩阵，ΘF为总体切换控制律，为常数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨理工大学 一种基于人工势函数的无人水面船编队容错控制方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD