有环境干扰下考虑侧滑角的UUV航迹视线导引法

摘要

有环境干扰下考虑侧滑角的UUV航迹视线导引法，涉及欠驱动水下无人航行器在进行轨迹跟踪控制方法。传统的UUV航迹视线导引法在有环境干扰的情况下，存在稳定航迹误差，本发明为了消除稳定航迹误差，直接引入侧滑角β＝a tan(v/u)对期望艏向指令进行了修正，根据修正后的艏向期望角ψ_d＝β_i-α(t)-β对艏向角度进行调整，能够消除稳定航迹误差，实现对UUV航迹的精确跟踪。本发明适用于欠驱动水下无人航行器在进行轨迹跟踪控制。

主权项

有环境干扰下考虑侧滑角的UUV航迹视线导引法，其特征在于它包括下述步骤：步骤一：UUV的航迹能够表示成由一系列航迹点{P₁,…,P_k‑1,P_k,…,P_n}依次相连的形式；假设某相邻两航迹点构成的直线段为P_k‑1P_k，其中P_k‑1和P_k分别为该直线段的起点和终点；这里定义P_k为UUV航迹的转向点，即当UUV当前位置处于以P_k为圆心，以R_accept为半径的圆形邻域内时，UUV的期望航迹切换为P_kP_k+1的直线段，即此时UUV的起点更新为P_k、终点更新为P_k+1；根据视线导引法各个参数关系，求出艏向期望角ψ_d：ψ_d＝β_i‑α(t)          (1)其中，β_i为有向线段p_k‑1p_k与北向坐标轴的夹角，α(t)为前视向量与路径的夹角；步骤二：定义侧滑角β＝a tan(v/u)；根据公式(2)对期望艏向指令进行修正ψ_d＝β_i‑α(t)‑β          (2)其中，u和v分别为UUV在载体坐标系下的横向速度与纵向速度，纵向速度是UUV沿船头方向航行的速度，横向速度与纵向速度垂直，a tan(v/u)为反正切函数。