自主式水下機器人的分布式運動控制系統(tǒng)算法與實現(xiàn).pdf

1、隨著自主式水下機器人(AUV,AutonomousUnderwaterVehicle)在海洋科學(xué)考察和軍事領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。其運動控制算法及運動控制系統(tǒng)越來越受到人們的重視。各種各樣的運動控制理論、結(jié)構(gòu)、方法出現(xiàn)并運用到自主式水下機器人當(dāng)中,取得了很多寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
　　 運動控制是水下機器人完成任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一,近年來引起了許多控制領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者的注意。目前水下潛器大多采用集中式或分布式兩種控制結(jié)構(gòu),控制方法有P

2、ID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)控制等,還有上述方法相互結(jié)合諸如模糊PID,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),自適應(yīng)PID等等多種方法。很多方法只停留在理論研究或是仿真階段,也有的已應(yīng)用于實體潛器,但存在一些問題。
　　 本文旨在提出一種適用于多推進器AUV的分布式運動控制算法,并對該算法進行基于仿真和現(xiàn)場實驗的驗證研究。在結(jié)構(gòu)體系上本方法采用分布式結(jié)構(gòu),控制方法上采用分布式的PID控制算法,將分布式的思想同時應(yīng)用于控制體系

3、結(jié)構(gòu)和控制算法中。
　　 本文在課題原型樣機C-RANGER的基礎(chǔ)上,建立起運動模型和運動控制仿真平臺,對分布式運動控制算法在MATLAB環(huán)境下進行了仿真研究,仿真結(jié)果表明該算法能夠有效、穩(wěn)定的實現(xiàn)對系統(tǒng)的運動控制。
　　 在此基礎(chǔ)上,設(shè)計建立了C-RANGER運動控制的軟、硬件系統(tǒng),并給出了關(guān)鍵模塊的設(shè)計和組建方法。同時,在實際海洋環(huán)境下進行了直線往返和螺旋線航行實驗,實驗結(jié)果表明,本文所提出的分布式運動控制算法和系統(tǒng)