一种远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法
【专利摘要】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。
【专利说明】-种远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于自主水下航行器领域，具体设及一种远程自主水下航行器的多载荷布 放控制方。
【背景技术】
[0002] 自主水下航行器是水下无人航行器的一种。水下无人航行器技术无论在军事上、 还是民用方面都已不是新事物，其研制始于50年代，早期主要用于海上石油与天然气的开 发等，军用方面主要用于打撰试验丢失的海底武器（如鱼雷），后来在水下航行器战中作为 灭雷具得到了较大的发展。80年代末，随着计算机技术、人工智能技术、微电子技术、小型导 航设备、指挥与控制硬件、逻辑与软件技术的突飞猛进，自主水下航行器得到了大力发展。 由于自主水下航行器摆脱了系缆的牵绛，在水下作战和作业方面更加灵活，该技术日益受 到发达国家军事海洋技术部口的重视。
[0003] 由于远程自主水下航行器在自航过程中需要航行相当长的距离才能抵达预定的 工作区域，在复杂的海洋环境里各种因素所引起的水下航行器航行误差较大，所W本发明 提出一种远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，潜艇可W同时发射多枚自主水下航 行器，然后多枚水下航行器协同完成自航过程，提高了布放效率，而且可W最大限度降低海 洋环境对自主水下航行器自航过程的影响。
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题
[0005] 为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种远程自主水下航行器的多载荷布 放控制方法，为最大限度减弱海洋环境对单枚自主水下航行器自航过程的影响，并且提高 布放效率。
[0006] 技术方案
[0007] 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：
[0008] 步骤1 ;根据测得的邻雷距离，生成水下航行器人工势场力；
【权利要求】
1. 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：
，其中吨为期望的相对距离，di为第i个邻居的距离，S、0 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：\为邻水下航行器数量，0i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
，na为邻水下航行器数 量，其中：9i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：9 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=aP+|3A+yG，其中：a、|3、y 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《 :
，其中：Fy、Fx是控制矢量F在水下航行器纵向和横向的分量，XpX2、U是相 关系数。
2. 根据权利要求1所述远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，其特征在于：所 述S取值在1到10之间。
3. 根据权利要求1所述远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，其特征在于：所 述〇取值在1到5之间。
4. 根据权利要求1所述远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，其特征在于：所 述a、0、Y取值都在1到10之间。
5. 根据权利要求1所述远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，其特征在于：所 述XpA2取值在0. 1到5之间。
6.根据权利要求1所述远程自主水下航行器的多载荷布放控制方法，其特征在于：所 述U取值在0. 1到1之间。
【文档编号】G05B13/04GK104503461SQ201410759071
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】刘明雍, 武小金, 董婷婷, 许宝贵, 高沛林, 闫阔 申请人:西北工业大学