作业型水下机器人运动控制系统研究

发布时间：2024-01-30 00:14

　　带缆遥控水下机器人(Remote Operated Vehicle,ROV)是海洋科学研究和海洋工程作业中常用的装备。多样化的作业任务和复杂的海洋环境对ROV的运动控制性能提出了更高的要求。本文对一款用于导管架平台清污的开架式作业型ROV设计运动控制系统,通过水动力计算确定ROV的螺旋桨布置,并根据ROV螺旋桨特性和搭载的设备设计运动控制系统。ROV的结构、电气设备以及推进布置与控制设计息息相关。首先通过Solidworks进行ROV的建模,并对其结构进行简化,以便通过计算流体力学(CFD)方法获取ROV的水动力。为降低计算成本,通过AQWA计算简化后ROV模型的附加质量,通过Fluent计算ROV的操纵性水动力系数。在操纵性系数计算中分别通过定常直航、定常斜航、定常回转和空间拘束运动方法进行计算,利用最小二乘法、神经网络和遗传编程方法进行操纵性系数拟合,并分析其拟合效果。根据ROV的结构和水动力性能,进行液压螺旋桨推进器布置,完成ROV的推进系统设计。在运动控制设计中,考虑液压螺旋桨的具体性能和推力饱和约束,将螺旋桨的动力学方程引入ROV动力学方程中,构成三阶串联系统。考虑系统参数估...

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【学位级别】：硕士

图3-14末端执行器的运动轨迹Fig.3-14Movementtrackofendactuator无论是水动力的影响，还是基于模型不确定性和未知外界干扰的影响，该控

图1-2国外较为著名的水下机器人

图1-3Avila等人进行的开架式ROV拖曳实验[13]

图2-1ROV主要结构

本文编号：3889116