| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 引言 | 第9页 |
| 1.2 国内外水下机器人研究现状 | 第9-12页 |
| 1.2.1 国外水下机器人研究现状 | 第9-10页 |
| 1.2.2 国内的水下机器人研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.3 水下机器人的发展趋势 | 第12页 |
| 1.3 水下机器人运动控制方法的国内外研究情况 | 第12-15页 |
| 1.3.1 PID控制 | 第12-13页 |
| 1.3.2 自适应控制 | 第13-14页 |
| 1.3.3 模糊控制 | 第14页 |
| 1.3.4 滑模控制 | 第14页 |
| 1.3.5 神经网络控制 | 第14-15页 |
| 1.3.6 其他控制方法 | 第15页 |
| 1.4 课题来源以及主要研究内容 | 第15-17页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第15页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第15-17页 |
| 第二章 水下球形机器人的动力学分析及建模 | 第17-25页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 水下球形机器人的坐标系和空间运动 | 第17-20页 |
| 2.3 水下球形机器人的动力学建模 | 第20-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 第三章 基于蚁群算法的水下机器人避障路径规划 | 第25-37页 |
| 3.1 引言 | 第25页 |
| 3.2 蚁群算法 | 第25-28页 |
| 3.2.1 算法的基本原理 | 第25-26页 |
| 3.2.2 算法执行步骤 | 第26-28页 |
| 3.3 蚁群算法仿真参数选取 | 第28-32页 |
| 3.3.1 蚂蚁数目 | 第28-29页 |
| 3.3.2 信息蒸发因子 | 第29-30页 |
| 3.3.3 启发式因子和期望启发因子 | 第30-32页 |
| 3.4 路径规划的仿真分析 | 第32-33页 |
| 3.5 改进的蚁群算法 | 第33-36页 |
| 3.5.1 基于保守原则的蚁群算法 | 第33-34页 |
| 3.5.2 机器人平滑曲线的生成 | 第34-36页 |
| 3.6 本章小结 | 第36-37页 |
| 第四章 水下球形机器人在水底滚动轨迹跟踪控制 | 第37-53页 |
| 4.1 引言 | 第37-38页 |
| 4.2 水下球形机器人在水底滚动模型 | 第38-40页 |
| 4.2.1 物理系统描述 | 第38页 |
| 4.2.2 运动学模型及动力学方程 | 第38-40页 |
| 4.3 轨迹跟踪算法设计 | 第40-43页 |
| 4.3.1 轨迹跟踪问题描述 | 第40-41页 |
| 4.3.2 有限时间轨迹跟踪控制律设计 | 第41-43页 |
| 4.4 仿真实验 | 第43-46页 |
| 4.5 实验验证 | 第46-52页 |
| 4.5.1 实验所用到的传感器 | 第46-48页 |
| 4.5.2 实验环境 | 第48-50页 |
| 4.5.3 水下球形机器人的水底避障轨迹跟踪实验 | 第50-52页 |
| 4.6 本章小结 | 第52-53页 |
| 第五章 水下球形机器人的定深控制 | 第53-62页 |
| 5.1 引言 | 第53页 |
| 5.2 水下球形机器人垂直面数学模型 | 第53-54页 |
| 5.3 定深算法设计 | 第54-58页 |
| 5.3.1 定深问题描述 | 第54-56页 |
| 5.3.2 滑模变结构定深控制律设计 | 第56-58页 |
| 5.4 仿真实验 | 第58-61页 |
| 5.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 第六章 水下球形机器人的三维航迹跟踪 | 第62-73页 |
| 6.1 引言 | 第62页 |
| 6.2 水下球形机器人在水中的运动模型 | 第62-64页 |
| 6.2.1 物理系统描述 | 第62-63页 |
| 6.2.2 运动学模型及动力学方程 | 第63-64页 |
| 6.3 控制器的设计 | 第64-70页 |
| 6.3.1 坐标变换 | 第64-65页 |
| 6.3.2 三维航迹跟踪控制器设计 | 第65-69页 |
| 6.3.3 与传统的反步法轨迹跟踪控制方法的对比分析 | 第69-70页 |
| 6.4 仿真实验 | 第70-72页 |
| 6.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 第七章 总结与展望 | 第73-75页 |
| 7.1 总结 | 第73页 |
| 7.2 展望 | 第73-75页 |
| 参考文献 | 第75-79页 |
| 致谢 | 第79-80页 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第80页 |