12.3.2 控制

更新于 2026年10月10日 版权声明
12.3.2 控制

Aries-precursor的低水平控制包括三个独立设计的解耦控制回路:(1)主旋翼转速控制前进速度;(2)船尾舵偏转控制前进;(3)通过船尾升降板的偏转来控制俯仰和深度。所有控制器都是滑模控制器,为了简洁起见,将在随后的小节中给出最终的控制器形式。

1)前进速度

前进速度滑模控制器根据螺旋桨转速信号的有符号平方项给出,参数(α,β)取决于航行器的标称运行参数,系数见表12.1:

图示

从表12.1可以明显看出,螺旋桨转速指令包括一个以期望的量度[u·c图示t)]加速航行器的项,克服了线性阻力(u(t)|u(t)|),并减弱由于干扰和过程噪声引起的扰动[σ·u(t)]。

2)航向

控制航行器航向的状态子集的滑动表面如式(12.43)所示。得到的滑动模式控制器包含在式(12.44)中。(https://www.daowen.com)

图示

应该注意的是,图示(r)似乎暗示了为航行器定义一些vc(t)的可能性。这是不切实际的。Aries-precursor的推力分配和运动学,摇摆中的非完整性,将导致滑模控制器在其主要目标中的性能严重下降。Lienard对此和类似的滑动模式控制器进行了进一步的详细讨论。

3)俯仰和深度

Aries-precursor的HIL模拟器上三个控制器中的第三个控制器的主要目标是控制深度,用于节距和深度的组合。对于具有完整约束和此处使用的模型的运动学的航行器,这仅可通过使用船尾升降机δs来使航行器俯仰和俯冲。因此,滑动表面设计在式(12.44)中,控制器设计在式(12.45)中。

图示

图示

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