小型水下機(jī)器人研發(fā)成本低、周期短且便于攜帶、使用方便,能夠幫助人類完成水中工作任務(wù),具有廣闊的應(yīng)用前景。小型水下機(jī)器人在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)受水流影響較大且受力情況復(fù)雜多變,為了確保其能夠在復(fù)雜的水下環(huán)境實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)動(dòng)控制,設(shè)計(jì)出一套性能優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)便顯得尤為關(guān)鍵。首先,為了獲得仿真研究所需的運(yùn)動(dòng)模型,分析了小型水下機(jī)器人在水中運(yùn)動(dòng)的受力情況,推導(dǎo)出其空間運(yùn)動(dòng)方程,并將空間運(yùn)動(dòng)解耦為水平面與垂直面運(yùn)動(dòng),根據(jù)不同平面內(nèi)的動(dòng)力學(xué)方程分別推導(dǎo)出小型水下機(jī)器人轉(zhuǎn)艏運(yùn)動(dòng)模型和深度運(yùn)動(dòng)模型。其次,根據(jù)小型水下機(jī)器人工作需要建立了其硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng),分析了硬件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)以及主要組成部分的工作原理,并說(shuō)明了軟件系統(tǒng)的組成以及所用開源水下機(jī)器人控制軟件的架構(gòu)流程;研究了小型水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制算法,設(shè)計(jì)出用于艏向控制與深度控制的串級(jí)PID控制結(jié)構(gòu),提出了由模糊PID控制改進(jìn)得到的模糊PD-PI控制算法,并與串級(jí)控制相結(jié)合得到串級(jí)模糊PD-PI控制方法。最后,通過(guò)MATLAB仿真和水中實(shí)驗(yàn),對(duì)比了傳統(tǒng)PID控制和串級(jí)PID控制在小型水下機(jī)器人艏向控制和深度控制的實(shí)際效果,結(jié)果表明串級(jí)PID控制有著更快的... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

工作中的REMUS-100Fig.1.1REMUS-100inworking

從而出色的完成了任務(wù)[14]。圖 1.2 Little SunFishFig. 1.2 Little SunFishBV 150 MiniROV：商業(yè)化的小型水下機(jī)器0 MiniROV 是由德國(guó)人工智能研究中心研制 53cm，寬 24.5cm，高 25.4cm，重 11kg，款機(jī)器人在研發(fā)時(shí)便朝向商業(yè)化設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行水下高清圖像采集，目前該水下機(jī)器人水下影像資料拍攝[15]。

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文究所、中國(guó)船舶科研中心、哈爾濱工程大學(xué)、華中科技大機(jī)構(gòu)外，我國(guó)許多水下機(jī)器人企業(yè)的商業(yè)化產(chǎn)品也已經(jīng)投紹幾款我國(guó)著名的小型水下機(jī)器人。箏Ⅱ型”水下機(jī)器人型”是遙控自治型水下機(jī)器人，由中國(guó)船舶科學(xué)研究中心又能夠通過(guò)臍帶電纜完成地面操控。該水下機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)尺寸為長(zhǎng) 1.2m、寬 0.5m、高 0.25m，最大下潛深度作半徑可達(dá)到 10km，在水中的最大續(xù)航時(shí)間為 6 小時(shí)[21]


本文編號(hào)：3053326