大小舵布局水下无人航行器最优控制分配方法
张鑫1
胡志强2
刘健2
曾俊宝2
1.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳 110169;中国科学院大学,北京 1014082.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳 110169
摘要：针对中高速水下无人航行器(AUV)提高容错控制能力、兼顾机动性与控制精度等需求,本文提出一种"非对称X型艉舵+小水平艏舵"的AUV舵布局策略,并研究与之相适应的高效控制分配方法.本文提出的舵布局策略通过大小舵配合,在力矩需求较小时,优先使用小舵以提高控制精度,力矩需求较大时,大小舵协作以满足机动性需求.建立了适用于该布局策略的控制分配模型并转化为二次规划问题,采用两阶段法求解该模型,依次为确定大舵使能阶段和求解小舵需求阶段.所形成的二次规划问题采用OSQP求解方法,首先,通过快速迭代得到中低精度解,再进行一次解精确处理,兼顾求解效率和精度.最后,通过机动性与精度、容错控制及不同二次规划方法,求解效率对比等3方面仿真,验证了研究方法的有效性.
关键词：水下无人航行器X型舵控制分配二次规划容错控制OSQP
论文发表日期：2025-05-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 885-891 )
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