文档介绍：摘要运动控制性能以更好地完成监测任务,课题针对潜水器垂直面运动一一即定我国有众多的港口航道,泥沙淤积现象也普遍存在,本论文的主要研究对象是一种具备水文测量功能的自治式无人潜水器,它用途就是对港口航道内的水深进行实时监测,从而掌握航道内的泥沙淤积程度。为了提高潜水器深与俯仰姿态控制进行了研究。在论文中首先根据潜水器水下运动的动力学分析,分析了潜水器的结构和功能特点,潜水器的硬件控制系统是以砥魑?刂坪诵模饨友沽Α姿态及水深测量等多种传感器设备,通过这些传感器及时反馈潜水器当前的运动状态,借助模糊刂扑惴ǘ郧彼鞯暮叫猩疃群秃叫凶颂┮灾鞫控制,保证潜水器能在预定深度下平稳的航行,同时将水深测量数据传回地面客户端服务器,完成港口航道水域内的水深测量任务。针对潜水器操纵过程存在非线性、慢时变等特性,本文将传统刂和模糊控制各自的优点融合在一起,设计了一种模糊自适应刂破鳎可以根据当前时刻系统的响应偏离给定的情况及变化趋势,依据我们已有的控制经验,适当加大控制力度或减小控制力度,从而抑制系统响应朝误差偏大的方向发展,使系统输出尽快趋于给定值。控制力度的强弱就是通过在线调整刂破鞯谋壤凳⒒窒凳臀⒎窒凳词迪值摹Mü扑慊真以及实验表明,该控制方法超调量小,对系统动态性能有一定改善。关键字:潜水器;水深测量;模糊控制;刂中文摘要
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第滦髀引言目前常用港口航道水深测量技术水下自治式机器人的发展应用及研究现状近年来随着航运事业的日渐繁荣,船舶的数量和吨位也日渐增大,对港口、码头、锚地和航道的水深要求也就越来越高。同时,由于泥沙在水流作用下在港口、航道内不断淤积,使得原有的通航水域不能继续满足通航要求,目前这种港口航道淤积现象在世界范围内普遍存在,它直接影响航行安全和航运效益,人们针对航道淤积的问题,开展了多种泥沙预报理论和现场测量技术的研究。如果我们能对某港口航道淤积程度进行实时监测,就能够从根本上掌握泥沙流和水深变化动向规律,依据此,人们就可以及时的改善航道淤积情况。从而有效避免因船舶装载量过少造成的经济上的损失,也可避免装载量过多导致的船舶搁浅等问题的发生,这对港口的进一步发展也具有重要的意义。—年美洋工程公司和美国海军研究与发展中心联合在U垢劭诤降兰嗖庥肽嗌吵粱けㄑ芯浚ü鶸和挪威等都先后开展过相关研究,他们结合航道特点对航道安全进行监测,而且还推出了泥沙淤积数值预报模型,也得到一定的应用。到目前为止,主要有两类航道监测方法。其一是船载设备法,也就是利用船载声纳设备嗖ㄊ⒉嗌ㄉ傻进行现场观测,记录原始数据,这种方法要求测量船反复不断的在航道上进行测量,才能动态监视淤积变化情况,这对于航道狭长,淤积变化快的港口具有局限性;其二是数值预报法,这种方法是基于已有的多年积累的泥沙淤积的数据,结合潮汐、气象、海流、流体力学、水动力学等多门学科的基本理论建立数学模型,据此预测泥沙淤积规律,指导航道运行以及船舶货运重量。但是这些预报方法都需要结合具体的港口情况进行研究。目前,在我国主要采取船载设备法。地球上%的面积是由海洋所覆盖,海洋对人类的发展和社会的进步将起到至关重要的作用,是未来人类赖以生存的资源,而水下机器人作为一种高科技手段约鞍拇罄堑腅国际公司潜水器姿态与定深控制关键技术研究
在海洋开发和利用领域正发挥着越来越重要的作用。当前水下机器人的种类很多,其中最重要的三种潜水器是载人潜艇、有缆潜水器、自治式水下机器人。这些水下机器人作为水下观测考察和开发的主要工具,对海洋资源的开发和利用及其伴随的经济增长的推动作用越来越明显‘。结合本课题研究的重点,在本文只对自治式水下机器人的研究开发现状和发展趋势作一综述。自治式水下机器人或者称智能水下潜航器,这类机器人携带动力能源,凭借自身的自治能力来控制和管理自己,以完成赋予它的使命。在自治水下机器人技术研究方面,美国、加拿大、英国、法国、德国、意大利、俄罗斯、日本等国处于领先地位。其中著名的研究院所有:美国麻省理工学院的笛槭摇酗⒚拦>究生院闹悄芩略嗽仄餮芯恐行摹⒚拦鹇里达大西洋大学的高级海洋系统实验室英国的海事技术中心⑷毡径ň┐笱А的机器人应用实验室等。无缆自治式水下潜航器的历史可以追溯到年。当时出现的著名的“白头鱼雷梢钥醋魇撬南惹甏┢冢拦J⒍俅笱ЭJ冀ㄔ斓谝凰椅缆水下机器人,它在水文测量方面取得了一些成绩,但后来由于技术上的原因自治水下机器人在低水平上徘徊了多年,年代中期由于微电子技术、计算机技术、人工智能技术、导航技术的飞速发展,人们又对自治水下机器人发生了浓厚的兴趣,现在它已经成为当今世界海洋工程领域的一个研究热点,全世界现有总数约艘“,它的目标是拜访太平洋椎摹疤战者深渊欢ň┐笱