文档介绍：摘要随着海洋开发开发进程的加快,能够探测水下环境并且自主完成作业任器人的重要特性,其中自主性的含义是具有和外部环境进行交互的能力,这种交互能力的一个重要方面就是具有自主运动规划的能力。然而对于无人无缆水下机器人来说,可以长时间使用的小型动力源尚未达到实用化的程度,因此,能量的有效利用是无人无缆水下机器人实用化中的重要问题之一,因此考虑能耗的无人无缆水下机器人实时运动规划问题的研究具有具有重要的理论研究意义和实际应用价值。针对未知环境中水下机器人实时运动规划的问题,提出了对水下机器人的运动规划采用基于行为结构的方法。对基于行为选择策略的协调方法和基于行为融合策略的协调方法分别进行了研究,通过仿真实验对两种行为协调策略进行了对比分析。为了进一步对运动过程中能耗问题的研究讨论,本文对水下机器人的运动控制系统进行了研究,提出了一种基于神经网络的运动控制方法,并将规划与控制相结合进行了仿真实验,实验结果验证了规划器在对水下机器人基于行为融合的实时运动规划和基于神经网络的运动控制研究的基础上,针对未知环境下水下机器人基于能耗的实时运动规划问题进行了研究。单纯从控制方面或是规划方面来改善和提高水下机器人的运动性能难以达到理想效果。所以本文把预测控制的思想引入规划中,把规划与预期的控制执行效果结合起来考虑,提出了多步预测规划单步控制执行的方法,对水下机器人基于能耗的实时运动规划与控制问题进行了研究。仿真实验和水池实验验证了本文所提方法的有效性。关键词:水下机器人;实时运动规划;神经网络控制;能耗务的水下机器人受到国内外研究机构的广泛重视。自主性及安全性是水下机与控制器的有效性。哈尔滨工程大学硕十学位论文
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第滦髀畉引言水下机器人研究现状及发展趋势海洋占地球表面积的%,拥有亿立方公里的体积。在海底及海洋中,蕴藏着极其丰富的生物资源及矿产资源。大洋底部还沉积着极为丰富的多金属结核,尤以铜、锰、镍、钴含量最高,估计储量为万亿吨。海底锰的藏量是陆地的倍,铜的藏量为倍,镍为叮圃旌说挠说拇藏量高达亿吨,是陆地上的倍。海洋还是一个无比巨大的能源库,天然气水合物总量相当于陆地燃料资源总量的兑陨稀:5状⒋孀亿吨石油,近蛞诹⒎矫椎奶烊黄R虼耍Q筇讲夂吞ǹ仗讲饫嗨疲同样具有极强的吸引力、挑战性。而水下机器人作为一种高技术手段,在海底这块人类未来最现实的可发展空间中起着至关重要的作用⋯。水下机器人也称作无人潜水器,是多种现代高技术及其系统集成的产物,对于我国海洋经济、海洋产业、海洋开发和海洋高科技具有特殊的重要意义“。。海洋的探索和开发,以及军事上的应用,对自主式水下机器人的智能化水平提出了更高的要求。作为一种自主式海洋运载器,自主能力的真正含义是具有和外部环境进行交互的能力。这种交互能力的一个重要方面就是具有全局路径规划以及在突发事件下的全局重规划和躲避障碍的能力。要使水下机器人实现在水下的自治航行,其中运动规划既是一个重要的环节,也是保证其安全可靠工作的关键技术。“。在各类水下机器人中,自主式水下机器人:是当今世界海洋工程领域研究的一个热点。当前难芯抗ぷ主要集中在大学和科研机构,国际上经常举行关于难刑只幔送猓还有一个由海洋工程学会主办的际跹趸嵋椤9氏冉魅学计划也举办了侍致刍幔昀丛凇癘驶嵋哈尔滨檀笱妒宦畚
黼瀚蒯鬣釜未男竺尘鎏;:;垒奎差尘圭茎;篓尘圣谕庋芯肯肿“臕和麻省理工学院研制的“系统的研究和开发,有代表性的低秤忻拦>芯可貉兄频”系列怼M径癆5谆魅!癘”系列凶钚碌摹癘毙汀笛槭以诰攀甏7⒘恕癘”系列壳案檬笛槭宜び使用的饕S艘,“”就是其中之一。“”是于年秋天改装而成的。“,最大潜深米,图为法国研制的海底机器人“阿利斯塔尔”海底机器人。这个被誉为新技术杰作的机器人也是目前世界上晟先进的自主型海底机器人之一。它能够在米深的海底工作,并可携带ń镏氐纳璞负叫时以上而不需要重新充电。此外,其与众不同的特点是,它的自主能力比较强,可以完全自主地在一个物体周围任意转动和停留。。。我国在水下机器人的研究上,民用方面以“毕钅课4怼V锌圃荷蜓自动化研究所开发了观察型、预编程控制的“蔽蘩滤禄魅恕薄#缤荆ぷ魉钗祝没魅送瓿闪颂窖笊詈5目疾旃ぷ鳎到了实用水平。该所研制的“鬃灾嗡禄魅嗽诔晒ν瓿墒笛室调试、湖上试验和工程化改造工作后,在南海海域成功进行了深海试验,上,渤晌V饕D谌葜目前,许多国家的大学和研究机构都投入了大量的人力和物力用于京大学的笛槭铱7⒘说摹曜”、“、钡取。图速度节,航程公里,续航能力为∈薄
擎璧壁受禄魅寺肪豆婊芯孔凼⒄骨魇状态的无碰撞路径“”。对水下机器人来说,如何实现基于行为的以感觉一动测与遥控、水下探测技术以及综合性能等得