一种远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法

摘要

本发明涉及一种远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，可以同时发射多枚远程自主水下航行器，然后多枚自主水下航行器协同完成自航过程，提高了布放效率，而且可以最大限度降低海洋环境对远程自主水下航行器自航过程的影响。本发明涉及的自主水下航行器只需要利用水声测距和测向获得邻雷的相对距离、方位以及航向信息，然后采用人工势场和控制矢量的分布式控制方法即可实现自主水下航行器的协同航行：在指定水深，各个自主水下航行器将实现相同的航向，理想的相对距离协同航行到达障碍区域。

主权项

一种远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据测得的邻雷距离，生成水下航行器人工势场力：其中：d₀为期望的相对距离，d_i为第i个邻居的距离，δ、σ为相关参量；步骤2、生成控制矢量：用于自主水下航行器相对距离的调整的水下航行器接近控制矢量P：根据测得的邻水下航行器方位角和水下航行器人工势场力，生成基于距离和方位角的水下航行器接近控制矢量：其中：n_p为邻水下航行器数量，θ_i为第i个邻水下航行器的方位角；用于水下航行器水平航行方向的一致的水下航行器对齐控制矢量A：根据各个邻水下航行器的航向生成水下航行器对齐控制矢量：n_a为邻水下航行器数量，其中：θ_i′为第i个邻水下航行器航向的相对角度；用于所有水下航行器朝着目标方向航行的水下航行器目标控制矢量G：根据目标位置的方向，生成水下航行器目标控制矢量：其中：θ_g为目标区域在焦点水下航行器载体坐标系的角度；步骤3：将水下航行器接近控制矢量P、水下航行器对齐控制矢量A和水下航行器目标控制矢量G进行加权相加，得到水下航行器控制矢量F：F＝αP+βA+γG，其中：α、β、γ是加权系数，最终实现各个水下航行器水雷保持理想的相对距离、以一致的水平航行方向共同朝着目标位置方向航行；步骤4：根据水下航行器控制矢量F，生成水下航行器的前进速度u和角速度ω：其中：F_y、F_x是控制矢量F在水下航行器纵向和横向的分量，λ₁、λ₂、U是相关系数。