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《自治水下機(jī)器人深度的動(dòng)態(tài)terminal滑模控制的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、字木交；i；i理論／研發(fā)，設(shè)計(jì)，制造自治水下機(jī)器人深度的動(dòng)態(tài)Terminal滑?？刂频难芯砍替面?，羅均，唐智杰，謝少榮。丁衛(wèi)(上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，上海200072)DynamicTerminalSlidingModeControlMethodontheDepthControlofAUVCHENGTing—ting。LUOJun。TANGZhi-jie。XIEShao-rong，DINGWei(DepartmentofPrecisionMachinery，SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUni
2、versity，Shanghai200072，China)Abstract：thedepthcontrolofAUVaffectsitsautonomyasakeyfactor．Thispaperusesadynamicterminalslidingmodecontrolmethodtocontrolitsdepth，atthesametimedoesaconcreteanalysisandresearchaboutit，alsousesMATLABtosimulate．ThesimulationShOWthatthemethodiseffectivetothedepthc
3、ontro1．Keywords：AUV；depthcontrol；dynamicterminalslidingmodecontrol1引言的魯棒性，但屬于離線控制；文獻(xiàn)[6]引入了魯棒控制策隨著時(shí)代的發(fā)展，水下機(jī)器人在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用略，該控制器在減輕／克服自治水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型的不領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用于海洋研究(科學(xué)考察等)、海洋開發(fā)確定性，嚴(yán)重非線性和外界干擾等方面具有明顯的效果，和水下工程等。以美國為代表的軍事大國非常重視水下具有很好的動(dòng)態(tài)性能，系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，但是系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)機(jī)器人在未來戰(zhàn)爭中的應(yīng)用。該技術(shù)受到許多國家的重間過長，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。因此本文采用了一種新型的
4、視，目前正處于飛速發(fā)展的關(guān)鍵階段。在海洋開發(fā)過程滑模變控制方法，其對水下機(jī)器人的深度控制具有很好中，水下機(jī)器人將在海洋環(huán)境的探測與建模、海洋目標(biāo)的的魯棒性，而且反應(yīng)迅速，提高了自治水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的水下探測與識別、定位與傳輸?shù)确矫姘l(fā)揮重要的作用]。自主性。既然水下機(jī)器人的作用如此重要，那么如何有效控制水2自治水下機(jī)器人垂直運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)是大家一直關(guān)注的問題。在各種本文只研究自治水下機(jī)器人垂直面的深度控制問水下機(jī)器人的控制問題中，水下機(jī)器人的深度控制是極題，因此從自治水下機(jī)器人的的六自由度模型進(jìn)行簡其重要的?；玫酱怪泵嫔系膭?dòng)力學(xué)方程，由于自治水下機(jī)器人水
5、自治水下機(jī)器人的控制系統(tǒng)是時(shí)變、非線性、大時(shí)動(dòng)力特性具有對稱性，可以認(rèn)為自治水下機(jī)器人的前向延、多自由度的系統(tǒng)。由于水動(dòng)力系數(shù)的復(fù)雜性和涌流環(huán)速度和其他狀態(tài)量是自然解耦的?？紤]到自治水下機(jī)器境的變化性，人們很難得到精確的控制模型，所以它的控人本身的對稱性，為了使模型簡化，采用線性模型，忽略制是非常難的。自治水下機(jī)器人的應(yīng)用范隔正在不斷非線性水動(dòng)力項(xiàng)，不考慮水平面和垂直面間的耦合，將坐擴(kuò)大，提高其自主性的關(guān)鍵技術(shù)之一是提高其控制系統(tǒng)標(biāo)原點(diǎn)取在自治水下機(jī)器人的重心處。就可以得到垂直的性能4。面線性動(dòng)力學(xué)方程組：自從發(fā)現(xiàn)水下機(jī)器人的作用如此重要之后，很多學(xué)l1(，n一)西一Zww
6、一一(，n)O=lqI，．l、J者在自治水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方做l『大量的研究工【(，一)O-T．O—一西一=作．并總結(jié)了許多行之有效的控制策略，史獻(xiàn)[4]將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用于自治水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制中，結(jié)果表O=qO=qu=UTo=-mgh明該方法是行之有效的，但是還有一定的缺陷，系統(tǒng)的穩(wěn)其中m為水下機(jī)器人質(zhì)量，h為縱初穩(wěn)心高，為重心到浮心定性無法保ilE；文獻(xiàn)[5]設(shè)計(jì)了一個(gè)滑動(dòng)模態(tài)控制器，用于的距離經(jīng)過化簡，消去0，同時(shí)忽略一下小的變量、、自治水下機(jī)器人的控制，并對實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真，n，可得到單狀態(tài)變量線性方程為：結(jié)果表明該方法對系統(tǒng)參數(shù)以及環(huán)境參數(shù)變化具有良好
7、一塵：二二r¨—3+2++I～基金項(xiàng)目：上海市教委科研創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目(09ZZ091)6i機(jī)械工程師2010年第9期學(xué)木交ii；i理論，研發(fā)，設(shè)計(jì)，制造其中D，=(m一)aol+au+a~21=一1D2=一(，n—)一(3)3aol+4a1l+5l=0DI=一(m一)一(m己／+)6aol+12al1+20a2l=0(7)ATaoz+al2+a22=一1這個(gè)方程具體應(yīng)用于一個(gè)水下機(jī)器人平臺，因?yàn)檫@個(gè)水3a~+4al2+5F0下機(jī)器人在垂直方向只有一個(gè)螺旋槳，所以方程可以簡6+122+20~2=0解上述方程得：化為：(
