海洋中蘊含著豐富資源,隨著陸地資源日漸枯竭,海洋也逐漸成為人類可持續(xù)發(fā)展的重要基地,是人類未來的希望。而水下機器人作為人類探索和開發(fā)海洋的重要工具,有助于幫助人們高效的進行海洋資源的開發(fā)。因此,開展水下機器人的研究具有深遠意義。論文中主要從水下機器人的運動控制和三維虛擬場景遠程監(jiān)控系統(tǒng)兩方面進行研究。水下機器人運動控制旨在探討模糊PID控制的基本原理,設計并完成基于模糊PID控制的水下機器人運動控制仿真實驗;并引入機器人操作系統(tǒng)ROS,實現(xiàn)Matlab結(jié)合ROS的可視化仿真。三維虛擬場景遠程監(jiān)控系統(tǒng)是基于三維渲染引擎OSG實現(xiàn)水下機器人三維運動場景。水下機器人的運動控制技術(shù)是水下機器人技術(shù)研究領域的熱點之一。水下機器人本身的造價很高又工作在復雜的水下環(huán)境,保證水下機器人的安全可靠尤為重要。而穩(wěn)定可靠的運動控制是其水下安全作業(yè)的前提與保證,論文中主要研究基于模糊PID的水下機器人運動控制。研究內(nèi)容包括:分析水下機器人運動學理論,建立水下機器人六自由度運動仿真系統(tǒng),設計模糊PID控制器,設計并實現(xiàn)水下機器人運動仿真實驗。為了實現(xiàn)仿真的可視化,采用機器人操作系統(tǒng)ROS和三維仿真器Gazebo... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1日本制造的“深海-6500”

統(tǒng)在海洋中成功回收一枚氫彈，引起世界各國關(guān)注。載人潛水器和無人遙控潛水器，包括有纜遙控潛水器、水底爬行潛水器、拖航潛水器、無纜潛水器[4]。在 1980 年，法國的建造了一艘無人無纜潛水器，其最大潛深為 6000 米，被命名為“逆朗鯨”號�！澳胬述L”號先后在太平洋海底進行過一百多次深潛作業(yè)，出色的完成了太平洋海底峽谷調(diào)查、洋中脊調(diào)查等重大課題任務[5]。1989 年，日本制造的“深海-6500”深潛器，長 9.5m，重 25t，可乘員 3 人，作業(yè)水深6500m，深潛器上裝有攝像機、錄音機、電視系統(tǒng)以及最新的聲納成像系統(tǒng)，并且水下連續(xù)作業(yè)時間在六小時以上[5]。到了 1987 年，法國建造了一艘“埃里特”號聲學遙控潛水器。主要用于油機設備安裝、鉆井機檢查、錨纜加固、海底輔設油管等復雜作業(yè)。其智能程度比 逆戟鯨 號高[6]。美國伍茲霍爾海洋研究所的海洋系統(tǒng)實驗室開發(fā)的 REMUS600，被用來為美國海軍研究局攜帶反水雷傳感器。它的直徑達到 32.385 厘米，能夠提供更好的承載能力和續(xù)航能力[7]。

圖 1.3 金槍魚機器人公司研的 BPAUV 圖 1.4 英國“附身符”探索海洋和開發(fā)海洋成為我國重要的生產(chǎn)活動一大分支，我國的水下機器人研究起步比晚，中國的水下機器人的研究始于 1985 年 12 月，第一臺水下機器人“海洋一號”首航成功從而揭開了我國水下機器人事業(yè)發(fā)展的序幕。1994 年，我國第一艘無纜水下機器人“探索者號研制成功，它是集搜索和調(diào)查于一體的無纜自治水下機器人�！疤剿髡咛枴钡难兄瞥晒Υ罂s小了我國與發(fā)達國家在這一領域的差距，標志著我國水下機器人技術(shù)走向成熟，為國

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]ROV水下機器人在長河壩水電站中的應用[J]. 孫國興,李春江,母政龍.  水利水電施工. 2017(04)
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[8]基于OSG的三維數(shù)字地球引擎設計與實現(xiàn)[J]. 劉讓國,彭會湘,韋二龍.  計算機與網(wǎng)絡. 2013(Z1)
[9]一種基于PID算法的ROV運動控制研究[J]. 袁曉宇.  自動化博覽. 2012(07)
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碩士論文
[1]水下機器人水動力性能及其運動控制研究[D]. 程健.大連理工大學 2018
[2]基于模糊PID的無人水下機器人運動控制研究[D]. 李健.大連理工大學 2016
[3]小型水下機器人的運動控制研究[D]. 苗燕楠.華中科技大學 2016
[4]基于ROS系統(tǒng)的簡易服務機器人關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 鄭梓均.江南大學 2016
[5]基于OSG的航天任務三維仿真系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 趙小丹.重慶大學 2015
[6]基于ROS的移動操作機械臂底層規(guī)劃及運動仿真[D]. 錢偉.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]基于OSG的海洋場景中典型自然現(xiàn)象的仿真[D]. 王桐明.大連海事大學 2014
[8]水下機器人運動控制器的設計[D]. 郭志軍.哈爾濱工程大學 2013
[9]無人水下航行器姿態(tài)控制策略研究[D]. 闞如文.吉林大學 2012
[10]基于OSG的城市三維可視化系統(tǒng)研究[D]. 白鶴原.河南理工大學 2010



本文編號：2895259