發(fā)布時(shí)間：2017-05-15 07:37

  本文關(guān)鍵詞：微小型水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來，水下機(jī)器人無論在民用還是在軍用領(lǐng)域都得到了人們的廣泛關(guān)注。由于體積小、成本低、能耗低、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)靈活、搭載方便等特點(diǎn)，微小型水下機(jī)器人已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。微小型水下機(jī)器人通常采用槳、翼、舵聯(lián)合操縱的方式，利用翼、舵來實(shí)現(xiàn)升沉和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是典型的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。加之其尺寸小，易受波浪、海流等干擾，如何對微小型水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制成為了水下機(jī)器人技術(shù)研究的難題之一。 本文研究的對象是哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的WL-3微小型水下機(jī)器人。首先針對WL-3微小型水下機(jī)器人的實(shí)際特點(diǎn)，對其六自由度模型進(jìn)行簡化，得到解耦后的該水下機(jī)器人水平面和垂直面運(yùn)動(dòng)模型。然后考慮存在建模誤差和外界干擾等不確定性影響的情況下，針對微小型水下機(jī)器人的定速、定向和定深問題，采用自適應(yīng)律在線辨識(shí)不確定性影響總和，將反步思想和滑模變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合，提出了自適應(yīng)反步滑�？刂品椒�。之后針對自適應(yīng)律只能辨識(shí)慢時(shí)變的不確定性影響總和，，且考慮微小型水下機(jī)器人模型未知的情況，采用自適應(yīng)模糊邏輯系統(tǒng)辨識(shí)外界干擾和微小型水下機(jī)器人模型，提出了自適應(yīng)模糊反步滑�？刂品椒�。最后根據(jù)微小型水下機(jī)器人在實(shí)際工程中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)模糊反步滑模方法的路徑跟蹤控制器。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制器在微小型水下機(jī)器人定速、定向、定深及路徑跟蹤控制中的有效性和魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：微小型水下機(jī)器人 欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 自適應(yīng)反步滑�？刂� 路徑跟蹤
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U674.941;TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 微小型水下機(jī)器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 水下機(jī)器人控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 微小型水下機(jī)器人的特點(diǎn)14-15
• 1.5 本論文的研究意義和主要研究內(nèi)容15-18
• 第2章 微小型水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)建模18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程18-20
• 2.2.1 坐標(biāo)系和參數(shù)定義18-19
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程19-20
• 2.3 水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程20-23
• 2.3.1 質(zhì)量及慣性矩陣20-21
• 2.3.2 科氏向心力矩陣21-22
• 2.3.3 流體阻力矩陣22
• 2.3.4 恢復(fù)力及恢復(fù)力矩22-23
• 2.3.5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的力及/矩向量23
• 2.4 模型簡化及控制模型的建立23-25
• 2.4.1 水平面運(yùn)動(dòng)模型23-24
• 2.4.2 垂直面運(yùn)動(dòng)模型24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 非線性控制理論基礎(chǔ)介紹26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 反步法26-28
• 3.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制法28-31
• 3.3.1 滑�？刂频拿枋黾霸O(shè)計(jì)過程28-29
• 3.3.2 滑�？刂频牟蛔冃院投墩駟栴}29-31
• 3.4 模糊邏輯系統(tǒng)31-34
• 3.4.1 基于模糊系統(tǒng)的辨識(shí)方法31-33
• 3.4.2 模糊系統(tǒng)的萬能逼近特性33
• 3.4.3 自適應(yīng)模糊系統(tǒng)33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第4章 自適應(yīng)反步滑�？刂品椒ㄑ芯�36-50
• 4.1 引言36
• 4.2 自適應(yīng)反步滑�？刂�36-40
• 4.2.1 問題描述36-37
• 4.2.2 自適應(yīng)反步滑�？刂破髟O(shè)計(jì)37-40
• 4.3 水平面自適應(yīng)反步滑�？刂�40-45
• 4.3.1 水平面自適應(yīng)反步滑�？刂破髟O(shè)計(jì)41-42
• 4.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析42-45
• 4.4 垂直面自適應(yīng)反步滑�？刂�45-49
• 4.4.1 垂直面自適應(yīng)反步滑�？刂破髟O(shè)計(jì)45-48
• 4.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 自適應(yīng)模糊反步滑�？刂品椒ㄑ芯�50-62
• 5.1 引言50
• 5.2 自適應(yīng)模糊反步滑�？刂破髟O(shè)計(jì)50-53
• 5.3 水平面自適應(yīng)模糊反步滑�？刂�53-56
• 5.3.1 水平面自適應(yīng)模糊反步滑�？刂破髟O(shè)計(jì)53-55
• 5.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析55-56
• 5.4 垂直面自適應(yīng)模糊反步滑�？刂�56-61
• 5.4.1 垂直面自適應(yīng)模糊反步滑�？刂破髟O(shè)計(jì)57-59
• 5.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第6章 微小型水下機(jī)器人路徑跟蹤控制62-78
• 6.1 引言62
• 6.2 水平面自適應(yīng)模糊反步滑模路徑跟蹤控制方法研究62-70
• 6.2.1 水平面路徑跟蹤問題描述62-65
• 6.2.2 水平面自適應(yīng)模糊反步滑模路徑跟蹤控制器設(shè)計(jì)65-68
• 6.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析68-70
• 6.3 垂直面自適應(yīng)模糊反步滑模路徑跟蹤控制方法研究70-77
• 6.3.1 垂直面路徑跟蹤問題描述70-72
• 6.3.2 垂直面自適應(yīng)模糊反步滑模路徑跟蹤控制器設(shè)計(jì)72-75
• 6.3.3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析75-77
• 6.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果86-88
• 致謝88

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：微小型水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：367131