基于遗传算法的ＵＵＶ的容错控制律重构方法

2012年03月16日10:28:34 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：可靠性

胡维莉，朱大奇，刘　静
上海海事大学水下机器人与智能系统实验室，上海

摘　　　要：针对推进器拥堵故障下，水下机器人可靠性控制问题，将遗传算法引入容错控制律重构之中，提出带约束条件遗传算法的水下机器人容错控制律重构方法。在不同故障情况下，给出相关故障权矩阵，用遗传算法寻找控制矩阵的较优解，重构推进器的控制矩阵。相对于控制矩阵伪逆重构方法，得到的控制量不需要经过截断近似或是放缩近似，从而避免了由于截断或是放缩近似造成的误差，仿真结果表明了所提控制律重构算法的有效性。

关　键　词：容错控制；遗传算法；故障诊断；水下机器人

１　引　言
由于海洋深处工作环境的复杂性、不可预测性，水下机器人一旦出现故障，不仅机器人无法完成水下作业任务，有时机器人本身也无法回收，损失巨大。因此水下机器人的可靠性控制技术研究［１１２］显得十分关键。推进器系统作为水下机器人的重要组成部分，直接处于海水之中，极易出现运行故障，其设计性能直接影响水下机器人的总体性能。对推进器系统的容错控制就显得格外重要。水下机器人推进器的容错控制，主要是针对机器人出现可控故障时（如部分拥堵故障），如何重新构造推进器系统的控制矩阵，从而保证水下机器人处于设定的工作状态。本文主要讨论已知故障大小情况下，水下机器人控制矩阵的重构策略。本文将遗传优化算法［１８１９］引入到水下机器人推进器故障容错控制之中，提出带约束条件遗传算法的水下机器人容错控制矩阵重构方法。根据能量较小准则进行推进器电压重构，保证所有的控制电压分配值都在约束范围内，消除了常规伪逆重构［１３１７］中容错控制矩阵二次近似所造成的人为控制误差。

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