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《基于自適應魯棒算法的開架rov懸停姿態(tài)控制研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)謹以此論文獻給所有關(guān)心和幫助過我的人！--------王嘯萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)基于自適應魯棒算法的開架ROV懸停姿態(tài)控制研究摘要隨著人類需求的不斷提升，陸地自然資源的逐年開采，陸地上自然資源必將無法滿足人類未來的需求。而除了陸地自然資源以外，還有大量自然礦物資源蘊藏于占地球表面積71％的海洋之中，這些自然資源將是人類未來生存能源供給的不二之選。海洋自然資源的挖掘、開采也將成為未來人類的重點開采方向。有纜遙控水下機器人（ROV）因其體積小巧、活動范圍廣、電源充足、負載量大、可操作性強等自身特點，逐漸成為水下作業(yè)任務的主要工具。為了實現(xiàn)ROV在
2、水下作業(yè)時能夠快速回到姿態(tài)傳感器初始位置，在此設計的ROV具有8個推進器。根據(jù)其具體的分布方位，可實現(xiàn)ROV6個自由度雙向運動。以8推進器小型ROV作為分析對象，建立用來描述ROV運動的兩種坐標系及轉(zhuǎn)換矩陣。并建立了空間六自由度運動方程，根據(jù)ROV的有關(guān)水動力系數(shù)得出ROV的動力學方程。結(jié)合ROV自身性質(zhì)，簡化數(shù)學模型的一些參數(shù)，最終可得到簡化的ROV數(shù)學模型。水下機器人的控制算法有很多，如：基于模型的控制方法、PID控制、自適應控制、魯棒控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制、迭代學習控制、變結(jié)構(gòu)控制以及反演控制設計方法。其中，“你變我也變的”的自適應控制因為
3、是基于Lyapunov函數(shù)設立的，所以當ROV運動存在干擾或ROV模型建立存在偏差時，都會影響到ROV作業(yè)動作的精準性。而“以不變應萬變”的魯棒控制，因其預加的允許干擾量可以消除一部分干擾，但是不能隨著干擾的具體大小做出相應的反應，又過于僵硬。在此，本文利用自適應魯棒控制理論算法，設計ROV水下懸停姿態(tài)控制器，將自適應魯棒控制算法和水下機器人的姿態(tài)控制相結(jié)合。利用Matlab/Simulink進行ROV的數(shù)值仿真實驗，從理論力學角度，觀察ROV的數(shù)學模型與穩(wěn)定的參考模型輸出之間的差值與時間的關(guān)系，分析自適應魯棒算法控制器的狀態(tài)，從而驗證自適應魯棒算法控
4、制器的穩(wěn)定性和可靠性。通過ROV誤差信號的有界收斂和ROV不同采集時間段的圖形對比，證實了自適應魯棒算法應用到ROV姿態(tài)懸?？刂频目尚行?。萬方數(shù)據(jù)通過建模仿真分析，可以得到基于自適應魯棒算法設計的控制器可以應用到開架ROV懸停姿態(tài)控制的領(lǐng)域中，且控制器是收斂的、穩(wěn)定的、可靠的。關(guān)鍵詞：ROV；自適應魯棒算法；懸停姿態(tài)控制；Matlab/Simulink萬方數(shù)據(jù)HoveringAttitudeControlofOpenShelfROVBasedonAdaptiveRobustAlgorithmAbstractWiththegrowinghumanneed
5、s,thenaturalresourcesonlandhasbeenexploitedforhundredsofyears,whichisunsufficientforthedemandofmankindinthefuture.Therearealotofnaturalmarineresourcesundertheoceancovering71%ofthesuperficialareaoftheearth,andthisnaturalresourcewillbetheonlyselectionforprovidingtheenergyinthefutu
6、re.Soexcavatingandexploitingthenaturalmarineresourceswillbethemaindevelopmentaldirectioninthefuture.Becauseofthesmallsize,widescopeofactivation,enoughpower,burdencapacityandmoreconvenientoperability,TheRemotelyOperatedVehicle(ROV)willgraduallybecomethemaincarriertoworkunderthese
7、a.AROVwith8propellersisdesignedinordertomaketheROVmovebacktotheinitialpositionsetbytheposturesensorinshorttime.Accordingtothedistributionofthepropellers,sixdegreesoffreedommovementcanberealized,twocoordinatesystemsareestablishedfordescribingthemovementoftheROV,andakindoftransfor
8、mationmatrixbetweenthemisestablished.Accordingt
