CN116224964B 一種水下機(jī)器人推進(jìn)系統(tǒng)故障的容錯(cuò)控制方法 （江蘇科技大學(xué)）

一種水下機(jī)器人推進(jìn)系統(tǒng)故障的容錯(cuò)控制本發(fā)明公開(kāi)了一種水下機(jī)器人推進(jìn)系統(tǒng)故數(shù)學(xué)模型；(2)通過(guò)滑模觀測(cè)器實(shí)時(shí)獲取各個(gè)推(3)運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制解決推力分配最優(yōu)化問(wèn)控制中目標(biāo)函數(shù)的求取使用改進(jìn)多元宇宙算法推進(jìn)系統(tǒng)容錯(cuò)控制導(dǎo)致故障推進(jìn)器過(guò)飽和的問(wèn)2入故障權(quán)重矩陣W，當(dāng)無(wú)故障時(shí)，基于推力分配矢量矩陣B(α)建立水下機(jī)器人推力預(yù)測(cè)模(3)運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制解決推力分配開(kāi)環(huán)最優(yōu)化問(wèn)題求得推力最優(yōu)解，推力重新分配推力變化率為控制量，基于所述水下機(jī)器人推力預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件滾動(dòng)優(yōu)2.如權(quán)利要求1所述的水下機(jī)器人推進(jìn)系統(tǒng)故步驟(1.1)：構(gòu)建水下機(jī)器人水平四個(gè)推進(jìn)器在隨船坐標(biāo)系下的合推力及合推力矩表hhhh分別為水平四個(gè)推進(jìn)器對(duì)水53v分別為垂直兩個(gè)推進(jìn)器對(duì)水下機(jī)器人本體在隨船TT分別為6個(gè)推進(jìn)器對(duì)水下機(jī)器人本體產(chǎn)生的縱向推力、橫向推力和垂向TT作用在水下機(jī)器人本體上的六自由度的控制矢量TYTZTKTMTNT]T為作用在水下機(jī)器人本體上的六自由度推力矢量，T=驟(2)中，獲取各個(gè)推進(jìn)器的故障估計(jì)并引入故障權(quán)重矩陣建立故障預(yù)測(cè)模型包括以下步統(tǒng)矩陣，統(tǒng)矩陣，4其中和C-[C,0,]Im表示m階的單位矩n表示n階的單位矩陣，0mxn表示mxn的零矩陣，0m表示mxm的零矩陣，0qm表示qxm的零B(β)T是分配誤差；避免推進(jìn)器配置矩陣奇異項(xiàng)：B(β)T+s=τd5步驟(4)中，使用改進(jìn)多元宇宙算法優(yōu)化求取模型預(yù)測(cè)控制中滾動(dòng)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)包括以其中，WEP表示多元宇宙空間中蟲洞存在的概率，TDR表示物6[0004]目前的水下機(jī)器人推進(jìn)器容錯(cuò)控制多采用直接補(bǔ)償推進(jìn)器輸入達(dá)到理想推力的[0010](3)運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制解決推力分配開(kāi)環(huán)最優(yōu)化問(wèn)題求得推力最優(yōu)解，推力重新7[0011](4)對(duì)模型預(yù)測(cè)控制中目標(biāo)函數(shù)的求取使用多元宇宙優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)傳[0014]步驟(1.1)：構(gòu)建水下機(jī)器人水hYhv分別為垂直兩個(gè)推進(jìn)器對(duì)水下機(jī)器人本體在8TT的系統(tǒng)矩陣，d(k)=[0035]其中和C-[C,0,],Im表示m階的單9B(β)T是分配誤差；[0076]1、通過(guò)本發(fā)明所提出的水下機(jī)器人推力分配方法為水下機(jī)器人各推進(jìn)器分配的[0086]步驟(1.1)：構(gòu)建水下機(jī)器人水hYhMhv分別為垂直兩個(gè)推進(jìn)器對(duì)水下機(jī)器人本體在TT的系統(tǒng)矩陣，d(k)=[0107]其中和Im表示m階的單[0111]如圖3所示，本發(fā)明提供了一種水下機(jī)器人推進(jìn)器故障情況下的使用模型預(yù)測(cè)控B(β)T是分配誤差；[0131]如圖4所示，本發(fā)明提出的基于改進(jìn)多元宇宙優(yōu)化算法的模型預(yù)測(cè)控制推力分配