作业型水下机器人姿态控制方法研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第14-24页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14-15页 |
| 1.2 UVMS控制难点 | 第15-16页 |
| 1.3 发展和研究现状 | 第16-21页 |
| 1.3.1 水下机器人-机械臂系统 | 第16-18页 |
| 1.3.2 控制方法 | 第18-21页 |
| 1.4 研究目标与内容 | 第21-24页 |
| 2 UVMS建模与受力分析 | 第24-44页 |
| 2.1 UVMS坐标系与符号规则 | 第24-27页 |
| 2.1.1 6自由度水下机器人坐标系与符号规则 | 第24-26页 |
| 2.1.2 机械臂坐标系与符号规则 | 第26-27页 |
| 2.2 UVMS运动学 | 第27-29页 |
| 2.2.1 水下机器人运动学 | 第27-28页 |
| 2.2.2 机械臂运动学 | 第28-29页 |
| 2.3 水下作业平台动力学 | 第29-36页 |
| 2.3.1 6自由度运动方程 | 第29-30页 |
| 2.3.2 水下作业平台受力分析 | 第30-35页 |
| 2.3.3 推进器建模及配置方案 | 第35-36页 |
| 2.4 水下作业臂动力学 | 第36-39页 |
| 2.5 2自由度水下作业臂动力学模型 | 第39-42页 |
| 2.6 小结 | 第42-44页 |
| 3 水下作业平台姿态稳定控制研究 | 第44-58页 |
| 3.1 基于推进器空间的PID控制器 | 第44-46页 |
| 3.2 Webots仿真平台设计 | 第46-49页 |
| 3.2.1 水池环境配置 | 第47页 |
| 3.2.2 水下载具-作业臂系统模型搭建 | 第47-49页 |
| 3.3 8推进器配置仿真 | 第49-52页 |
| 3.4 6推进器配置仿真 | 第52-54页 |
| 3.5 6推进器配置下推进器故障仿真 | 第54-57页 |
| 3.6 小结 | 第57-58页 |
| 4 UVMS水下作业协调控制研究 | 第58-80页 |
| 4.1 用于UVMS的准滑模控制器 | 第58-65页 |
| 4.1.1 滑模控制基本原理 | 第58-60页 |
| 4.1.2 UVMS准滑模控制器设计 | 第60-65页 |
| 4.2 基于模型补偿的UVMS准滑模控制器设计 | 第65-66页 |
| 4.3 悬停状态下机械臂运动仿真 | 第66-73页 |
| 4.3.1 基于推进器空间的PID控制 | 第68-70页 |
| 4.3.2 传统滑模控制器 | 第70-71页 |
| 4.3.3 引入饱和函数的准滑模控制器 | 第71-72页 |
| 4.3.4 引入耦合补偿的准滑模控制器 | 第72-73页 |
| 4.4 静水环境下物体抓取仿真 | 第73-76页 |
| 4.5 平流环境下物体抓取仿真 | 第76-79页 |
| 4.6 小结 | 第79-80页 |
| 5 结论 | 第80-84页 |
| 参考文献 | 第84-90页 |
| 附录A- 空间旋转矩阵的定义 | 第90-92页 |
| 附录B-6自由度水下作业平台运动方程推导 | 第92-96页 |
| 附录C- 作业臂各连杆运动状态推导 | 第96-98页 |
| 科研成果目录 | 第98页 |
