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微小型水下机器人运动控制技术研究
中文名称: 微小型水下机器人运动控制技术研究
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论文编号: 3767822收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Research on Motion Control Technology for Mini Underwater Vehicle
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 船舶与海洋结构物设计制造
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 水下机器人 运动控制技术 仿真系统 控制器 微小型 仿人智能控制理论 海流
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:微小型水下机器人的设计和精确运动控制技术是急需发展和完善的技术。因此,对带翼微小型水下机器人的设计进行理论性总结,对其仿真系统和运动控制技术进行系统分析,具有重要的理论意义和现实意义。 本文在以下几个方面作出了一些尝试: 1)提出了利用水平襟翼控制水下机器人垂向定深运动的控制策略与算法。将定深控制转变到纵倾控制,利用纵向定速控制和纵倾控制实现了水下机器人垂向定深运动。推导出了水平襟翼控制水下机器人垂向定深运动的推力分配方程。 2)利用免疫算法产生多样性抗体的能力,抗体浓度自我调节,抗原的免疫记忆功能实现了S面控制器参数优化计算的快速收敛,避免了局部峰值的徘徊。详细论述了s面控制器参数免疫遗传优化的具体实现。大量的仿真实验和湖中实验得到了确定性的结果。表明了此算法对于水下机器人运动非线性控制器的参数寻优能达到很好的效果。 3)将仿人智能控制理论应用于水下机器人运动控制。针对“WL-1”水下机器人的艏向控制困难的特点,将仿人智能控制理论引入到水下机器人艏向运动控制中。通过区分控制阶越相应不同的过程,实现不同的控制策略,减少了模糊控制的偏差论域,使控制更加精细,减少了艏向的振荡。 4)基于动力学模型进行了水下机器人运动控制系统的稳定性分析,得到了水下机器人纵向定速PD控制的稳定域和纵向定速S面控制的监测方程。为今后水下机器人运动控制器的稳定性设计提供了设计参考。 5)提出海流扰动下的最优艏向规划器和海流环境下的路径跟踪策略。利用最优控制的泛函变分法,拉格朗日方程和哈米尔顿算子求解海流中水下机器人的艏向规划问题。设计了艏向加速度规划器,使其适合海流中的航渡问题。根据速度矢量合成原理,提出了海流下路径跟踪的力矢量合成方法。有效地解决了海流条件下微小型水下机器人的环境适应性问题。 本文对“WL-1”水下机器人的运动控制技术进行了有益的研究和尝试。在课题的研究过程中作者深深体会到水下机器人运动控制技术所涉及知识的广博性和技术研究的重要现实意义。就本文所论及的运动控制技术方法而言,仍有值得进一步研究和完善的地方.
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