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《哈尔滨工程大学》 2009年
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微小型水下机器人运动控制及可靠性研究

梁霄  
【摘要】: 微小型化是未来水下机器人的一个重要发展方向。由于具有体积小、机动灵活、成本低、搭载方便的特点,微小型水下机器人可用于海洋探测与资源开发中的复杂海洋环境下的各种水下观测、水下作业等任务,是海洋探测与资源开发系统装备中的重要组成部分。在微小型水下机器人的研究和开发中,舵、翼、桨联合操纵的微小型水下机器人的运动控制以及可靠性技术是急需发展和完善的技术。 论文以某微小型水下机器人为研究对象,首先建立了运动仿真模型,重点讨论了舵、翼有效作用的解算过程,并构建了具有半实物仿真功能的运动仿真系统。讨论了水下机器人PDCE运动控制系统体系结构及其主要组成部分。在充分考虑水下机器人运动能力的基础上建立目标指令解释单元以获得可直接执行的目标指令。详细讨论了舵、翼、桨联合操纵的推力分配方式,采用水下机器人纵倾控制和速度控制联合操纵的方法,实现深度控制。由于微小型水下机器人尺度小,施力装置少,其运动属于欠自由度,因此在控制方法上采用改进的粒子群优化算法对S面控制器进行了参数寻优,取得良好效果。提出广义S型模糊神经网络控制方法来提高微小型水下机器人的机动性和反应能力,试验验证了所提出控制方法的可行性和优越性。最后,对运动控制系统进行了可靠性评估和分析。提出基于Bayes思想的可靠性综合评估方法对控制系统进行可靠性评估,采用故障树分析法对控制系统进行可靠性分析来评价控制系统的可靠性水平,分析系统各组成部分的薄弱环节,提出了改进建议。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【参考文献】
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【共引文献】
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3 田峰敏;水下地形导航模型求解与导航区初选策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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6 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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8 解学参;吊舱推进器推进及空泡性能的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2009年
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6 姜念;区间自适应粒子群算法研究及其应用[D];郑州大学;2010年
7 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
8 李本玉;GPS/GLONASS精密单点定位技术模型与算法的研究[D];山东农业大学;2010年
9 周斌;四桨两舵大型船舶螺旋桨的面元法设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
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2 王智学;边信黔;王奎民;刘云霞;;近壁面水动力干扰下的AUV运动控制研究[J];船舶工程;2006年05期
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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4 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
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王毓顺;潜艇近水面空间运动联合控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
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6 林元烧;曹文清;方旅平;沈锦兰;;厦门及其附近地区虾池浮游动物研究——Ⅲ.微小型浮游动物种类组成及季节分布[A];中国海洋与湖沼学会甲壳动物学分会、中国动物学会、中国海洋与湖沼学会生态学分会2000年学术研讨会论文摘要集[C];2000年
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5 黄艳 记者 涂冰;推介微小型创业项目 开展就业岗位进社区活动[N];宜春日报;2007年
6 王玉;小钻“迷你”群钻争芳[N];中国矿业报;2005年
7 记者 刘雅玲实习生 陆先念;投资五万元 创业当老板[N];珠海特区报;2007年
8 见习记者 陈玺撼;浦东举办微小型企业产品展示会[N];解放日报;2009年
9 ;泰艺电子3225 PX Type石英晶体振荡器出货[N];电子资讯时报;2006年
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2 钟鸣;移动式微小型自重构机器人系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 钟鸣;移动式微小型自重构机器人系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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5 王宏佳;微小型高性能永磁交流伺服系统研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
6 于宪钊;微小型水下航行器水动力性能分析及双体干扰研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 李晔;微小型水下机器人运动控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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9 李洪来;高速硬盘微小型滑动轴承—主轴系统变温条件下的稳定性研究[D];河北工业大学;2009年
10 徐伟杰;基于视觉的微小型无人直升机位姿估计与目标跟踪研究[D];浙江大学;2012年
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2 黄晓;微小型快速生化检测仪系统控制关键技术研究[D];重庆大学;2013年
3 汤宏俊;长江口及邻近海域微小型浮游动物及其与桡足类的营养联系[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2014年
4 王东;微小型多通道波前探测器Hartmann阵列设计与实验研究[D];华中科技大学;2004年
5 周志凯;微小型大相对孔径监控镜头的光学设计[D];苏州大学;2011年
6 李明建;微小型无人飞行器姿态估计方法研究[D];北京林业大学;2014年
7 崔士鹏;微小型水下机器人运动控制[D];哈尔滨工程大学;2013年
8 刘世廷;基于DEM逼近测高的微小型无人机目标自主定位研究[D];天津大学;2012年
9 周岩;脉动热管的性能研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
10 张宏德;微小型观探测UUV水下组合导航技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
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