網(wǎng)箱智能清理機(jī)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(jī)器人相比存在著巨大的差異，智能運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人研究的重點(diǎn)和應(yīng)用的核心。網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人在水下航行和作業(yè)時(shí)由于其建模的不確定性和外部干擾的作用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的精確運(yùn)動(dòng)控制已經(jīng)成為網(wǎng)箱清理機(jī)器人智能控制技術(shù)研究中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。 本文以實(shí)驗(yàn)室自主研制的開架式網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人作為研究對(duì)象，針對(duì)其控制系統(tǒng)具有非線性、強(qiáng)耦合性以及不確定性的特點(diǎn)，探討了滑模變結(jié)構(gòu)控制方法在網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用，并在不同的工況下，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制器。 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)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(jī)器人的六自由度的動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際工況對(duì)該模型進(jìn)行相應(yīng)地化簡(jiǎn)。接著分別在理想和有干擾的情況下設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤控制的仿真平臺(tái)，對(duì)網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制仿真，測(cè)試了設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)位置和軌跡的跟蹤。因...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外水下機(jī)器人的研究現(xiàn)狀
    1.3 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型概述
    1.4 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方法概述
    1.5 本文所制作的網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人簡(jiǎn)介
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作
    2.1 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方案
    2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 整體框架的分布設(shè)計(jì)
        2.2.2 防水盒
        2.2.3 推進(jìn)系統(tǒng)
    2.3 電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        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(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立
    3.1 坐標(biāo)系的選擇和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的定義
        3.1.1 固體坐標(biāo)系
        3.1.2 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)化
    3.2 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的受力分析情況
        3.2.1 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人受到的重力
        3.2.2 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人受到的浮力
        3.2.3 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人受到的推力
        3.2.4 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人受到的水動(dòng)力
    3.3 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立
    3.4 簡(jiǎn)化后的網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        3.4.1 剛體的動(dòng)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(dòng)力
        3.4.5 水阻力與動(dòng)力
    3.5 本章小結(jié)
第四章 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制仿真研究
    4.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理簡(jiǎn)介
    4.2 基于反演設(shè)計(jì)的滑�？刂�
        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(jī)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(jī)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(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)條件
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
    5.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        5.3.1 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的水密實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 網(wǎng)箱智能清理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)
    5.4 總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
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(hào)：3761707