控制理论与应用

作者：方星,阮中一,张琪杰,刘飞,高翔

单位：江南大学,江南大学,江南大学,江南大学,国家深海基地管理中心

关键词：载人潜水器; 非线性干扰观测器; 干扰特性指标; 推力分配; 容错控制

基金：国家自然科学基金项目(62273165), 装备预研教育部联合基金项目(8091B032259), 中国博士后科学基金项目(2021M702505, 2023T160493)资助

载人潜水器在深海复杂恶劣的环境中运行, 容易受到外部环境干扰和推进器故障的困扰, 本文将干扰特性指标与基于推力分配的主动容错控制方法相结合, 提出了一种新的主动容错控制方法. 首先, 建立了载人潜水器系统的数学模型; 其次, 设计非线性干扰观测器估计系统所受的集总干扰, 并设计无推进器故障时的控制器; 然后, 针对推进器故障问题, 引入权重矩阵进行推力分配以保护故障推进器, 并设计了干扰特性指标表示干扰的性质对跟踪误差和推力损失的影响; 在此基础上, 给出了一种基于干扰特性指标与推力分配的新型容错控制方法, 李雅普诺夫方法保证了该控制算法的理论稳定性; 最后, 通过数值仿真, 验证所设计的控制方法的优越性. 其优越性主要体现在: 能够利用可用干扰与补偿有害干扰, 并将可用的干扰能量用于补偿故障推进器的推力缺失.

来源：2024年第7期

《控制理论与应用》期刊编辑部

查看控制理论与应用杂志2024年第7期