網(wǎng)箱智能清理機器人在復(fù)雜的海洋環(huán)境下，其自身的感應(yīng)以及外部監(jiān)控的能力和手段與陸地上工作的機器人相比存在著巨大的差異，智能運動控制技術(shù)是網(wǎng)箱智能清理機器人研究的重點和應(yīng)用的核心。網(wǎng)箱智能清理機器人在水下航行和作業(yè)時由于其建模的不確定性和外部干擾的作用，實現(xiàn)網(wǎng)箱智能清理機器人的精確運動控制已經(jīng)成為網(wǎng)箱清理機器人智能控制技術(shù)研究中一個亟待解決的問題。 本文以實驗室自主研制的開架式網(wǎng)箱智能清理機器人作為研究對象，針對其控制系統(tǒng)具有非線性、強耦合性以及不確定性的特點，探討了滑模變結(jié)構(gòu)控制方法在網(wǎng)箱智能清理機器人運動控制中的應(yīng)用，并在不同的工況下，設(shè)計了相應(yīng)的運動控制器。 網(wǎng)箱智能清理機器人的運動數(shù)學(xué)模型是一個典型的非線性系統(tǒng)模型。本文首先建立了網(wǎng)箱智能清理機器人的六自由度的動力學(xué)模型，根據(jù)實際工況對該模型進行相應(yīng)地化簡。接著分別在理想和有干擾的情況下設(shè)計滑模反演軌跡跟蹤器和自適應(yīng)滑模反演軌跡跟蹤器，利用MATLAB/Simulink搭建了運動軌跡跟蹤控制的仿真平臺，對網(wǎng)箱智能清理機器人進行運動控制仿真，測試了設(shè)計控制器的軌跡跟蹤性能。 仿真結(jié)果表明，控制器能夠快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)位置和軌跡的跟蹤。因...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外水下機器人的研究現(xiàn)狀
    1.3 網(wǎng)箱智能清理機器人的數(shù)學(xué)模型概述
    1.4 網(wǎng)箱智能清理機器人的運動控制方法概述
    1.5 本文所制作的網(wǎng)箱智能清理機器人簡介
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 網(wǎng)箱智能清理機器人的設(shè)計與制作
    2.1 網(wǎng)箱智能清理機器人的總體設(shè)計方案
    2.2 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.1 整體框架的分布設(shè)計
        2.2.2 防水盒
        2.2.3 推進系統(tǒng)
    2.3 電路系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.1 硬件基本結(jié)構(gòu)
        2.3.2 下層硬件
        2.3.3 上層硬件
        2.3.4 電源供給
    2.4 本章小結(jié)
第三章 網(wǎng)箱智能清理機器人的運動學(xué)模型建立
    3.1 坐標(biāo)系的選擇和運動參數(shù)的定義
        3.1.1 固體坐標(biāo)系
        3.1.2 運動坐標(biāo)系
        3.1.3 速度向量和兩坐標(biāo)系之間的關(guān)系
        3.1.4 固定坐標(biāo)系和運動坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)化
    3.2 網(wǎng)箱智能清理機器人的受力分析情況
        3.2.1 網(wǎng)箱智能清理機器人受到的重力
        3.2.2 網(wǎng)箱智能清理機器人受到的浮力
        3.2.3 網(wǎng)箱智能清理機器人受到的推力
        3.2.4 網(wǎng)箱智能清理機器人受到的水動力
    3.3 網(wǎng)箱智能清理機器人運動學(xué)方程的建立
    3.4 簡化后的網(wǎng)箱智能清理機器人運動學(xué)模型
        3.4.1 剛體的動力
        3.4.2 重力和慣性矩陣
        3.4.3 哥式力和向心力
        3.4.4 水動力
        3.4.5 水阻力與動力
    3.5 本章小結(jié)
第四章 網(wǎng)箱智能清理機器人的運動控制仿真研究
    4.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理簡介
    4.2 基于反演設(shè)計的滑模控制
        4.2.1 基本原理
        4.2.2 在理想情況下的網(wǎng)箱智能清理機器人深度方向軌跡跟蹤仿真
    4.3 自適應(yīng)反演滑模
        4.3.1 基本原理
        4.3.2 在干擾情況下網(wǎng)箱智能清理機器人深度方向軌跡跟蹤仿真
    4.4 本章小結(jié)
第五章 網(wǎng)箱智能清理機器人的運動控制實驗研究
    5.1 引言
    5.2 實驗條件
        5.2.1 實驗前的準(zhǔn)備
        5.2.2 實驗環(huán)境
    5.3 實驗內(nèi)容
        5.3.1 網(wǎng)箱智能清理機器人的水密實驗
        5.3.2 網(wǎng)箱智能清理機器人的運動性能實驗
    5.4 總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
附錄



本文編號：3761707