无鳍舵矢量推进水下机器人纵向稳定性研究

发布时间：2018-02-16 15:04

  本文关键词： 水下机器人 矢量推进 并联机构 动力学 扰动模型 操纵稳定性　出处：《哈尔滨工程大学学报》2017年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为了提高水下机器人低速航行时的机动性,提出了将一种基于球面并联机构的矢量推进螺旋桨应用于水下机器人,建立了旋量形式的六自由度运动学模型。针对矢量推进的二维转动角分解了矢量推力,得到了三维方向上的比例因子,基于牛顿-欧拉法建立了矢量推进水下机器人的动力学模型。同时提出了以矢量推进的比例因子作为输入量,利用拉普拉斯变换建立纵向运动的复数域扰动模型,基于扰动模型提出了无量纲化的矢量推进稳定裕度指标。数值算例验证了水下机器人无鳍舵矢量推进方式的有效性与稳定性。
[Abstract]:In order to improve the maneuverability of underwater vehicle at low speed, a vector propulsion propeller based on spherical parallel mechanism is proposed for underwater vehicle. The kinematics model of six degrees of freedom in the form of spinor is established. The vector thrust is decomposed for the two-dimensional rotation angle of vector propulsion, and the proportional factor in three dimensional direction is obtained. Based on Newton-Euler method, the dynamic model of vector propulsion underwater vehicle is established, and the complex perturbation model of longitudinal motion is established by using the proportion factor of vector propulsion as input quantity and Laplace transform. Based on the perturbation model, a dimensionless vector propulsion stability margin index is proposed. Numerical examples demonstrate the effectiveness and stability of the vector propulsion method of the fin less rudder of underwater vehicle.
【作者单位】： 山东大学(威海)机电与信息工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51375264) 山东省科技重大专项(2015JMRH0218) 山东省优秀中青年奖励基金项目(BS2013ZZ008) 中国博士后特别资助项目(2014T70632)
【分类号】：TP242

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 任福君,张岚,王殿君,孟庆鑫;水下机器人的发展现状[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2000年04期

2 袁跃东;;一部首开先河的科学著述——辽宁科学技术出版社《水下机器人》评介[J];全国新书目;2001年06期

3 ;水下机器人[J];军民两用技术与产品;2002年03期

4 袁跃东;先河独开的奠基宏篇[J];科技成果纵横;2002年04期

5 李一平;水下机器人——过去、现在和未来[J];自动化博览;2002年03期

6 桑恩方 ,庞永杰 ,卞红雨;水下机器人技术[J];机器人技术与应用;2003年03期

7 ;封锡盛 水下机器人专家[J];自动化博览;2003年03期

8 李一平;水下机器人——过去、现在和未来[J];自动化博览;2003年S1期

9 成巍 ,苏玉民 ,秦再白 ,万磊 ,徐玉如;一种仿生水下机器人的研究进展[J];船舶工程;2004年01期

10 武建文,李德成;海洋水下机器人电动机分析[J];微特电机;2004年04期

相关会议论文 前10条

1 徐玉如;;智能水下机器人技术的展望[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（上册）[C];1999年

2 桑恩方;;用水下机器人进行堤坝安全隐患检测[A];泄水建筑物安全及新材料新技术应用论文集[C];2010年

3 王建国;吴恭兴;孙玉山;万磊;庞永杰;;水下机器人容错控制研究[A];第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2009年

4 翟宇毅;刘亮;张瑞勇;罗焕新;;一种新型超小型水下机器人的控制器设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年

5 黄东武;暴景阳;桑金;;水下机器人双频识别声呐系统应用研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年

6 赖立明;;自治式无缆水下机器人加速度控制[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年

7 ;我国设计生产的水下机器人装备海军[A];中国航海学会救捞专业委员会99年优秀论文选[C];1999年

8 徐国华;童剑;段国强;潘小炬;;水下机器人漏水检测系统研究[A];2004年船舶与海洋工程学术研讨会论文集[C];2004年

9 常文田;孙玉山;毛宇峰;梁霄;;水下机器人模糊自寻优控制器的设计[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集（一）[C];2005年

10 王波;苏玉民;于宪钊;;水下机器人操纵运动水动力计算与仿真[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前10条

1 袁跃东;先河独开的《水下机器人》[N];光明日报;2001年

2 刘军;印度研制水下机器人[N];人民日报;2003年

3 袁跃东;水下机器人先河独开的奠基宏篇[N];中华读书报;2001年

4 黄建高;天津水下机器人研制成功[N];西部时报;2008年

5 本报记者 钱秀丽;探秘中国水下机器人[N];中国海洋报;2008年

6 通讯员 张洪骏 本报记者 杨莉;水下机器人:海上打捞救助新武器[N];中国交通报;2012年

7 记者 李俨儿 通讯员 吉娜;上海海事大学研发成功新型水下机器人[N];中国船舶报;2013年

8 记者 李琴;点燃水下机器人产业化热情[N];中国船舶报;2013年

9 通讯员 杜兴民 记者 沈谦;七0五所成功研制出“水下机器人”[N];陕西日报;2014年

10 林鹰 一平;水下机器人成为扫雷高手[N];中国船舶报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 潘立鑫;水下机器人近水面横遥减摇控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 杨睿;水下机器人建模与鲁棒控制研究[D];中国海洋大学;2015年

3 刘和平;浅水水下机器人设计与控制技术工程研究[D];上海大学;2009年

4 高延增;超小型水下机器人关键性能提升技术研究[D];华南理工大学;2010年

5 林龙信;仿生水下机器人的增强学习控制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年

6 王玉甲;水下机器人智能状态监测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

7 姜大鹏;多水下机器人协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

8 杨立平;舵桨联控式水下机器人容错控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

9 温秀平;水下机器人特性分析及其控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

10 常文君;基于神经网络的多水下机器人协调控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 季东军;模块化水下机器人及其故障诊断研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

2 崔寅;基于模糊神经算法的带缆遥控水下机器人控制系统建模与仿真研究[D];华南理工大学;2010年

3 段三军;一种小型开架式水下机器人系统的研制[D];北京邮电大学;2011年

4 胡明茂;开架式水下机器人系统辨识与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

5 姚华俊;水下机器人的部件原理探究以及工程运用分析[D];上海交通大学;2007年

6 叶志坚;水下机器人多自由度控制下水动力响应的多重滑移网格技术分析[D];华南理工大学;2015年

7 郭楠;水下机器人3-RRR矢量推进球面并联机构的研究[D];山东大学;2015年

8 李冠男;基于图论法的多水下机器人编队控制研究[D];沈阳理工大学;2015年

9 眭翔;面向海洋工程水下结构检测的ROV研制及运动控制研究[D];江苏科技大学;2015年

10 邓岩;新型喷水推进式水下机器人关键技术研究[D];北京理工大学;2015年

，

本文编号：1515795