基于模糊理论的水下机器人运动控制研究

发布时间：2021-08-06 20:33

　　自治式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle）的运动控制方法研究是AUV技术的主要课题之一。AUV运动特点有:高度非线性、强耦合、时变和不确定性、受流、浪等工作环境的干扰大、工作半径大、航速调节范围大等。因而要求控制系统能满足上述因素的变化,有强鲁棒性和自适应性,有足够的运动控制精度,这对水下机器人运动控制系统的设计提出了很高的要求。模糊控制技术广泛应用于不确定性、非线性等复杂系统的控制中。本论文旨在探讨模糊控制在水下机器人运动控制中的应用,并设计出性能优良的水下机器人运动控制系统。本文根据仿真需要和控制器设计要求对AUV运动模型进行了适当简化,得到了AUV六自由度运动模型。建模过程中主要考虑了海流对于水下机器人的影响,研究了水下机器人的流体力学特性以提高模型精度。考虑到水下机器人的运动特点,采用模糊控制方法进行运动控制,在空间运动模型的基础上设计了模糊控制器,考虑到水下机器人线速度运动与角速度运动之间的不同,针对两种运动采用不同的控制规则,设计不同的运动控制器。最后通过计算机仿真验证了控制器的可行性和有效性。 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：46 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

REMUSAUV该AUV由美国马萨诸塞州的WHOI中心研制，Hydroid公司生产，是一种成熟的商用产品，采用模块化设计，主要用于海洋观测，浅水矿务勘测

大半径的比值一定时具有最小的拖曳系数。为了以下参数的定义将方程做适当修1）a、b、c 分别定义为潜器的前端长度、中部定常半径长度、尾部长度；2）n，幂指数参数；3）2θ，尾部夹角；4）d，潜器最大直径。程假设潜器的原点在前端，前端外形由以下方程决定：121( ) 1 ( )2noffseta ar da Ξ + Ξ = （中 r 是潜器半径，Ξ 是中心线上轴向点，offseta 是前端长度的去除量。部形状由以下方程给出：2 32 3 21 3 tan tan( ) ( ) ( )2 2fd dr d l lc c c c θ θ Ξ = Ξ + Ξ （

REMUS外形轮廓图（XZ-平面）

【参考文献】：
期刊论文
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[2]滑模模糊控制应用于自治水下机器人的实验研究[J]. 陈洪海,李一平.  控制与决策. 2002(S1)
[3]自动化学科的理论前沿和应用拓展——我们的理解及工作[J]. 吴启迪.  自动化学报. 2002(S1)
[4]水下机器人运动控制与仿真的数学模型[J]. 常文君,刘建成,于华南,徐玉如.  船舶工程. 2002(03)
[5]发展我国载人深潜器的几点思考[J]. 陈建平.  机器人技术与应用. 2001(02)
[6]6自由度水下机器人运动轨迹滑模控制[J]. 戴学丰,边信黔.  计算技术与自动化. 2000(02)
[7]自治水下机器人研究开发的现状和趋势[J]. 封锡盛,刘永宽.  高技术通讯. 1999(09)
[8]一种基于 GA 的模糊控制器直接设计方法[J]. 汪秉文,梁尧成.  华中理工大学学报. 1998(05)
[9]水下机器人运动控制和仿真的数学模型[J]. 李殿璞,赵爱民,迟岩.  哈尔滨工程大学学报. 1997(03)
[10]模糊控制系统的闭环模型及稳定性分析[J]. 陈建勤,吕剑虹,陈来九.  自动化学报. 1994(01)

博士论文
[1]开架式水下机器人辨识与控制技术研究[D]. 于华男.哈尔滨工程大学 2003

硕士论文
[1]基于模糊、神经网络技术的水下机器人运动控制的研究[D]. 郑曙光.哈尔滨工程大学 2003



本文编号：3326444