资料介绍
以主推加舵控制的小型自治水下机器人为研究对象,建立了水下机器人的数学模型并进行了分析。根据机器人结构的特点,对模型进行了必要的简化。设计了机器人的运动控制系统。以成功研制的无缆自治水下机器人(AUV) 为基础, 对其航行控制和定位控制方法进行了较详细的分析。 同时介绍了它的推进器布置、控制系统结构、推力分配等方法。最后展示了它的运行实验结果。
近年来国外水下机器人技术发展迅速,技术水平较高。其中,具有代表性的产品有:美国Video Ray 公司开发出的Scout、Explorer、Pro 等系列遥控式水下机器人,美国Seabotix公司研发的LBV-ROV 系列,英国AC-CESS 公司的AC-ROV系列。
随着海洋开发、探测的需求越来越强,水下机器人成为全世界研究的热门课题。小型自治水下机器人具有低成本、小型化、操作灵活等特点成为近年来国内外研究的热点。自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles, AUV),载体采用模块化设计思想, 可根据需要适当增减作业或传感器模块, 载体采用鱼雷状流线外形, 总长约2 m, 外径25 cm, 基本模块包括推进器模块、能源模块、电子舱模块、传感器模块以及GPS、无线电通讯模块, 基本传感器有姿态传感器、高度计、深度计和视觉传感器, 支持光纤通讯, 载体可外挂声学设备, 通过光纤系统进行遥控操作可实现其半自主作业, 也可在预编程指令下实现自主作业。系统基本模块组成设计如图1-1 所示[1]。它具有开放式、模块化的体系结构和多种控制方式(自主/半自主/遥控),自带能源。这种小型水下机器人可在大范围、大深度和复杂海洋环境下进行海洋科学研究和深海资源调查,具有更广泛的应用前景。在控制系统的设计过程中充分考虑了系统的稳定性和操纵性。控制器具有足够的鲁棒性来克服建模误差,以及水动力参数变化。
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