水下机器人涌流模拟平台系统设计

发布时间：2017-01-04 10:42

  本文关键词：基于分形理论的公路交通网络与区域经济发展关系的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《上海大学》 2014年

水下机器人涌流模拟平台系统设计

沈佳丽  

【摘要】：水下机器人在执行任务时，浪涌扰动是不可避免的。目前国内研制的水下机器人大都应用在深水中，对江、河等浅水域引起的涌流问题展开的研究很少。本项目就是基于水下机器人研究浅水域中抗浪涌控制技术而开展的。为了检测抗涌流的控制系统的好坏，需要做一系列相关的实验。但水上实验耗时耗力，而且水下涌流难以控制，还需要考虑一些环境因素引起的问题。涌流模拟平台解决了这些问题，而且加入涌流预测算法后，不但可以模拟水下采集到的涌流数据，还可以持续模拟预测涌流。所以涌流模拟平台的设计具有重要的意义。 本课题设计了用以实现抗涌流算法验证的涌流模拟平台。该平台可以在实验室中模拟浅水域中的浪涌。为了实现运动状态、位置和姿态的稳定可靠控制，本课题的设计分为两个部分：运动模拟系统和主动平衡系统。运动模拟系统主要是基于水下实验采集的数据对涌流进行预测和模拟。主动平衡系统主要是通过配重调节质心，实现水下机器人的姿态综合调整。 本文介绍了国内外运动模拟的研究现状，设计了运动模拟系统和主动平和系统。在运动模拟系统中，对其机械部分进行了设计和建模；对其控制部分进行了硬件设计，底层和上层控制系统的设计。上层系统中，利用MATLAB和LABVIEW的联合编程，完成了运动学反解的求解计算和分形预测算法的实现，并用LABVIEW编写了人机交互界面，实现了数据监控、上位机指令的发送和系统故障保护，并通过姿态传感器的反馈实现了闭环控制。在主动平衡系统中，对其机械部分进行了设计和建模；其控制部分进行了硬件的设计、底层和上层控制系统的设计。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP242
【目录】：

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本文编号：233694