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,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三方面仿真验证了研究方法的有效性.