收藏本站
《中南大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深海底采矿机器车运动建模与控制研究

陈峰  
【摘要】:深海底蕴藏着丰富的矿产资源,对其开发手段的研究,对我国矿产资源的可持续利用,及深海作业技术的发展,具有重要的战略意义。深海底采矿机器车行走于6000m深海底“极稀软”沉积物底质,作业环境为无自然光、海底高压、未知复杂环境,其控制质量的好坏直接关系我国大洋战略开发的实施质量。为此,在国家大洋专项基金——国际海底区域研究开发“十五”项目(DY105-03-02-06)的资助下,本文重点研究了深海底采矿机器车的建模与控制技术。论文的主要研究成果包括: 1) 深海底采矿机器车运动建模技术 深海底采矿机器车工作于6000m深海“极稀软”沉积物底质,车辆设计的特殊性和作业环境的特殊性决定了其工作特性与普通履带车辆有所不同。针对深海底采矿机器车高尖三角齿、大沉陷、高打滑率、稀软海底低速作业的特点,在特别考虑履齿附加推力、推土阻力、水阻力,并忽略向心力情况下,采用深海底沉积物特殊环境参数,对机器车牵引力和运动阻力综合计算,建立了深海底采矿机器车动力学模型;采用机器人坐标系和地面坐标系,考虑深海底采矿机器车左右履带打滑率对车体姿态的影响,建立了深海底采矿机器车的运动学模型;实现了对深海底采矿机器车极限环境动力学和运动学系统的有效描述。 针对深海底采矿机器车变量液压泵—定量液压马达容积调速系统参数复杂,高非线性的特点,将系统分解为电液比例方向阀、变量泵控制液压缸、柱塞泵和柱塞马达四个子系统分别建模,在此基础上综合建立了深海底采矿机器车液压驱动系统模型,实现了对深海底采矿机器车液压驱动系统的有效描述。 将上述数学模型进行综合,运用MATLAB语言,建立了基于MALTAB的深海底采矿机器车运动系统仿真模型,进行了仿真研究,仿真结果验证了模型的有效性。 2) 深海底采矿机器车关键运动参数在线辨识技术 由于作业环境的未知、深海底沉积物的极稀软且不均匀特性,深海底采矿机器车作业打滑严重,运动状态不确定性变化大,机器车驱动轮有效半径、左右履带打滑率等关键运动参数难以直接测量。针对该问题,提出了深海底采矿机器车关键运动参数在线计算模型,该模型通过对机器车左右液压马达压差及左右履带沉陷的检测,实现对机器车左右履带打滑率及驱动轮半径的在线计算。在此基础上,取适当状态变量,建立了深海底采矿机器车左右履带打滑率和左右履带驱
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TD424

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 徐协;尚伟燕;李超杰;王卜军;LI Chen-yu;;履带式海底观测行走机器人设计[J];装备制造技术;2016年12期
2 陈波;;基于遗传算法的钴结壳采矿车行走路径规划研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2014年04期
3 戴瑜;刘少军;;深海采矿机器人研究:现状与发展[J];机器人;2013年03期
4 杨国田;高明明;;室内移动服务机器人的避障与运动规划[J];华中科技大学学报(自然科学版);2011年S2期
5 康林冲;陈建裕;陈宁华;陈林开;应晓航;曹振轶;张金辉;郑玉龙;朱乾坤;;基于HLA的深海采矿环境仿真系统原型设计与实现[J];系统仿真学报;2010年05期
6 王随平;向东伟;廖超;;非完整深海机器人的轨迹跟踪[J];中原工学院学报;2009年06期
7 陈勇;桂卫华;阳春华;王随平;;深海采矿移动机器人的定位方法研究[J];系统仿真学报;2008年23期
8 郭淑娟;涂书柏;;海底采矿车转向半径分析及速度同步控制[J];计算机仿真;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈勇;桂卫华;阳春华;王随平;谢永芳;;深海采矿移动机器人控制的关键技术[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 韩庆珏;深海履带式集矿机打滑及路径跟踪控制问题研究[D];中南大学;2014年
2 朱洪前;复杂作业环境下的深海采矿机器人轨迹跟踪研究[D];中南大学;2010年
3 张莹;大型冷凝器清洗机器人视觉控制方法研究[D];湖南大学;2010年
4 沈青;实时控制系统协同设计方法及应用研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黎宙;深海集矿机行走时流场及水阻力特性的研究[D];长沙矿冶研究院;2016年
2 任宁宁;多核平台下强实时操作系统QNX调度机制的应用研究[D];西南交通大学;2013年
3 陈波;钴结壳采矿车行走路径控制研究[D];中南大学;2012年
4 高明明;基于ARM履带机器人控制器的设计[D];华北电力大学;2012年
5 胡灿;电厂冷凝器清洗机器人的管口视觉定位方法研究[D];湖南大学;2012年
6 张海宁;履带采矿车海底斜坡地形转向控制算法研究[D];中南大学;2010年
7 向东伟;基于ARM的深海机器人轨迹跟踪的研究[D];中南大学;2010年
8 双志;基于CAN总线的海底采矿车模型机行走控制系统设计与研究[D];中南大学;2010年
9 郑娟;自主式摊铺机行走系统运动建模与控制的研究[D];中南林业科技大学;2009年
10 杨书林;深海集矿机轨迹跟踪算法研究[D];中南大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史力晨,王良曦,张兵志;高速履带车辆悬挂系统动力学仿真[J];系统仿真学报;2004年07期
2 易小刚,焦生杰,刘正富,张天琦,龙水根;全液压推土机关键技术参数研究[J];中国公路学报;2004年02期
3 张禹,刘开周,邢志伟,封锡盛;自治水下机器人实时仿真系统开发研究[J];计算机仿真;2004年04期
4 彭晓军,史美萍,贺汉根;虚拟环境中装甲车辆运动仿真的研究[J];计算机仿真;2004年02期
5 潘瑛,徐德民;自主式水下航行器空间运动矢量建模与仿真[J];系统仿真学报;2003年04期
6 韩宝坤,李晓雷,孙逢春;基于DADS的履带车辆多体模型与仿真[J];系统仿真学报;2002年11期
7 吴绍斌,丁华荣,刘溧,陈慧岩;履带车辆遥控驾驶的转向控制技术[J];兵工学报;2002年03期
8 倪建宇,周怀阳,彭晓彤,梁楚进;中国多金属结核开辟区的深海环境[J];海洋地质与第四纪地质;2002年01期
9 刘溧,杨东来,陈慧岩;遥控履带车辆数字化操纵技术的研究[J];农业机械学报;2002年02期
10 张铭钧,段群杰;基于神经网络的水下机器人运动预测控制方法[J];中国造船;2001年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王学宁;越野环境中坦克动力学建模研究[D];国防科学技术大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 云忠;李静;;高速履带车悬挂系统设计与动力学舒适性研究[J];计算机仿真;2017年09期
2 葛晓雯;侯捷建;王立海;;集材机可更换三角形履带转向动力学仿真分析[J];系统仿真学报;2017年02期
3 汪学清;唐红平;石瑞明;张树辉;范猛;程阳锐;;海底集矿车对称采集路径覆盖率问题分析研究[J];矿冶工程;2016年05期
4 朱晓环;刘峰;张定国;韩端锋;彭小佳;;水下维修载人潜器运动仿真[J];船舶标准化工程师;2016年05期
5 汪学斌;胡永彪;赵飞;;前驱轮式沥青路面冷铣刨机牵引性能试验[J];江苏大学学报(自然科学版);2016年02期
6 黎宙;阳宁;陈宇翔;陈铭;;基于CFD方法的海底集矿机模型外形优化[J];矿冶工程;2016年01期
7 李国强;钟敬武;王兴野;张雨;;行星转向机操纵控制改进[J];工程机械;2015年04期
8 何树营;余丽艳;金轲;吴现卫;杨娜娜;;推土机滑转率自动控制研究[J];工程机械;2015年01期
9 彭继文;朱安宁;刘士杰;汪云峰;;起重机开式卷扬液压系统溜钩问题分析[J];液压与气动;2014年11期
10 孙伟;马兵;马瑾;赵耀;;悬挂装置在履带车辆改装中的可靠性分析[J];噪声与振动控制;2014年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王丙龙;果园动力机的性能检测[D];西北农林科技大学;2016年
2 张德;履带式防辐射挖掘机直线行驶与越障性能研究[D];南华大学;2015年
3 刘虹玉;微型履带山地拖拉机性能分析与仿真[D];西北农林科技大学;2014年
4 陈宁;越野环境坦克驾驶模拟器视景仿真系统的设计和开发[D];山东大学;2014年
5 李玲玉;基于试验训练体系结构的地形环境资源开发[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 王莹;带有多自由度阻尼系统的履式车辆缓冲特性分析[D];太原科技大学;2013年
7 刘恒培;微型履带山地拖拉机坡地行驶动力学研究[D];西北农林科技大学;2012年
8 张战文;微型履带山地拖拉机稳定性能研究[D];西北农林科技大学;2011年
9 张海宁;履带采矿车海底斜坡地形转向控制算法研究[D];中南大学;2010年
10 李齐;坦克驾驶模拟器视景仿真系统的设计[D];华东师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴瑜;刘少军;;深海采矿整体系统动力学建模及联动开采作业过程快速仿真分析[J];机械工程学报;2012年09期
2 阳宁;王英杰;;海底矿产资源开采技术研究动态与前景分析[J];矿业装备;2012年01期
3 阳宁;陈光国;;深海矿产资源开采技术的现状综述[J];矿山机械;2010年10期
4 张鹏;龚光红;;无人飞行器飞行实时大气环境仿真服务器[J];系统仿真学报;2009年06期
5 王元慧;边信黔;王宏健;夏国清;;基于HLA的舰船操纵综合仿真平台的设计[J];系统仿真学报;2009年02期
6 邬长斌;刘少军;戴瑜;;海底多金属硫化物开发动态与前景分析[J];海洋通报;2008年06期
7 戴瑜;刘少军;李流军;胡小舟;;Nautilus矿业公司在海底块状硫化物勘探中采用的取样技术与装备[J];海洋地质与第四纪地质;2008年04期
8 汤晓燕;刘少军;王刚;;深海采矿升沉补偿系统建模及其模糊控制仿真[J];中南大学学报(自然科学版);2008年01期
9 王随平;朱燕春;;基于GAAA算法的深海集矿车的最优路径规划[J];计算机测量与控制;2008年01期
10 李力;邹兴龙;;海底机器人自动跟踪预定开采路径控制[J];机械工程学报;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴瑜;履带式集矿机海底行走的单刚体建模研究与仿真分析[D];中南大学;2010年
2 李艳;基于三维离散元管线模型的深海采矿1000m海试系统整体联动动力学研究[D];中南大学;2009年
3 王刚;深海采矿作业过程扬矿管线系统空间构形与动态特性研究[D];中南大学;2009年
4 邹猛;月面探测车辆驱动轮牵引性能研究[D];吉林大学;2008年
5 辛菁;机器人无标定视觉伺服控制系统研究[D];西安理工大学;2007年
6 王艳;网络控制系统的控制与调度研究[D];南京理工大学;2006年
7 吴玉香;滑模控制理论及在移动机械臂中的应用[D];华南理工大学;2006年
8 黄智;车载导航系统组合定位技术研究[D];湖南大学;2006年
9 樊绍胜;冷凝器污垢清洗的智能测量与控制方法研究[D];湖南大学;2006年
10 席志红;全方位视觉技术及其在智能移动机器人等领域的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢雨;挖泥吸盘流场特性研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
2 戴志光;小型水下机器人本体结构设计及水动力仿真[D];扬州大学;2012年
3 孙雪;吸盘式挖泥船吸盘特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 邹砚湖;铰接式履带车预定路径行走控制研究[D];中南大学;2011年
5 刘翔;城市轨道交通列车自动运行(ATO)最优控制策略的研究[D];北京交通大学;2011年
6 赵德志;Linux操作系统实时性研究与应用[D];南京航空航天大学;2011年
7 李静;基于多核的任务调度策略研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 宁小玲;深海履带机器人的DSP测障避障系统[D];中南大学;2010年
9 张敏;基于模糊神经网络的海底采矿车路径跟踪行走控制研究[D];中南大学;2010年
10 向东伟;基于ARM的深海机器人轨迹跟踪的研究[D];中南大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈彦臻;胡以怀;;船体清洗机器人的开发现状与展望[J];船舶工程;2017年10期
2 袁立科;尹志欣;;智能机器人关键技术重要性评价及聚类分析[J];科研管理;2017年S1期
3 冯冠华;李智刚;冯迎宾;梁洪光;程阳锐;吴东华;;多金属结核概念车浮游体的外形设计及阻力特性分析[J];海洋学研究;2017年01期
4 戴瑜;张健;张滔;刘少军;;基于多体动力学模型集成的深海采矿系统联动仿真[J];机械工程学报;2017年04期
5 孙朝阳;李佳奕;盛文利;;管道连接件安装作业机器人群体作业技术研究[J];应用科技;2015年06期
6 张勇;;深海采矿装备研发的现状与趋势[J];内蒙古煤炭经济;2015年09期
7 李力;曹拓;陈向东;;海底摆臂型履带式移动平台的越障性能[J];中南大学学报(自然科学版);2015年07期
8 戴瑜;刘核;张滔;刘少军;;海底履带式采矿车行走牵引通过性能研究[J];中国科技论文;2015年10期
9 张滔;戴瑜;刘少军;陈君;黄中华;;深海履带式集矿机多体动力学建模与行走性能仿真分析[J];机械工程学报;2015年06期
10 许颖光;刘少军;黄中华;;多金属硫化物切削仿真分析及载荷波动优化[J];计算机仿真;2014年11期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姚禹;基于履带—地面耦合系统的低速履带车辆通过性研究[D];吉林大学;2016年
2 Mai Thang Long;冷凝器清洗移动作业机器人智能自适应运动控制方法研究[D];湖南大学;2014年
3 伍锡如;电厂冷凝器清洗机器人的神经网络控制理论研究[D];湖南大学;2012年
4 朱江;非结构环境下的移动机器人认知与导航避障方法研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付云飞;重型履带车辆轨迹跟踪控制技术研究[D];吉林大学;2017年
2 邵珠文;基于蛟龙号的深海矿物切割取样装置的设计与研究[D];青岛科技大学;2017年
3 谭贤文;油液混合动力挖掘机能量回收系统设计及控制策略研究[D];浙江大学;2017年
4 赵伟;基于STM32的无刷直流电机控制系统设计[D];南京信息工程大学;2016年
5 李想;气象卫星监测数据报文并行处理关键技术研究[D];河南大学;2016年
6 格海超;磨机换衬机械手液压系统控制与研究[D];江西理工大学;2016年
7 李明;基于QNX操作系统的挖掘机智能仪表研制[D];华侨大学;2016年
8 赫嘉林;基于IP网络的视频监控系统分析与设计[D];郑州大学;2016年
9 曹振方;复杂地形环境下轮腿机器人稳定性研究[D];河北工业大学;2015年
10 张臣;基于嵌入式技术的移动机器人智能控制系统设计与实现[D];沈阳理工大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 李麓,李维嘉;潜艇水下六自由度运动仿真数学模型[J];计算机仿真;2001年05期
2 袁远,成志军,金咸定;船舶在波浪中运动的六自由度非线性耦合方程[J];上海交通大学学报;2001年04期
3 张菁,王立权,张铭钧;基于模糊决策法的水下机器人路径规划方法[J];哈尔滨工程大学学报;2001年01期
4 张铭钧,祝海涛,苗青;水下机器人运动控制神经网络的结构与学习方法[J];哈尔滨工程大学学报;2000年01期
5 张铭钧,孟庆鑫;基于神经网络的无人无缆水下机器人运动建模与控制技术研究[J];中国造船;1999年02期
6 孙祖望;朱锦;王恒示;;机械传动式工业履带拖拉机总体参数中有关牵引性能的合理匹配[J];工程机械;1977年Z1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;海底采矿:新技术带来新希望[J];金属矿山;2009年05期
2 ;印度进行海底采矿[J];国外金属矿选矿;1981年10期
3 ;中国将在太平洋海底采矿[J];稀有金属快报;1999年04期
4 陈峰,桂卫华,王随平,韩晓英;深海底采矿机器车的研究现状[J];矿山机械;2005年09期
5 郭淑娟;涂书柏;;海底采矿车转向半径分析及速度同步控制[J];计算机仿真;2008年03期
6 沈潇;杨金祥;;海底采矿车车架的设计计算[J];煤矿机械;2009年05期
7 王和平;吴鸿云;;海底采矿集矿机智能控制系统的研究[J];矿业研究与开发;2006年S1期
8 胡国宏;李夕兵;刘志祥;;基于层次分析和灰色理论的海底采矿方法选择[J];金属矿山;2009年10期
9 李力;张敏;双志;;基于ANFIS的海底采矿车行走控制[J];控制工程;2011年05期
10 沈潇;张绪帅;白硕玮;;海底采矿机器人行走结构设计及稳定性分析[J];煤矿机械;2011年10期
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 于洋;海底采矿:新技术带来新希望[N];中国石化报;2009年
2 本报驻加拿大记者  杜华斌;深海采矿时代即将来临[N];科技日报;2006年
3 一鸣;海底采矿业威胁珍稀生物生存环境[N];中国海洋报;2007年
4 常山;海底采矿危及海洋生物生存环境[N];中国渔业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈峰;深海底采矿机器车运动建模与控制研究[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张敏;基于模糊神经网络的海底采矿车路径跟踪行走控制研究[D];中南大学;2010年
2 罗柏文;四轮驱动履带式海底钴结壳采矿车及其采集过程可视化研究[D];中南大学;2003年
3 双志;基于CAN总线的海底采矿车模型机行走控制系统设计与研究[D];中南大学;2010年
4 张正;海底采矿车路径跟踪和点镇定行走控制研究[D];中南大学;2013年
中国知网广告投放
相关机构
>中南大学
相关作者
>张正 >罗柏文
>张敏 >双志
>陈峰
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026