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《第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集》2007年
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自主水下作业系统精确控制与应用仿真

郭莹  徐国华  徐筱龙  肖治琥  
【摘要】:主要论述了一种自主水下作业系统,即水下机器人-机械手系统(underwater vehicle-manipulator system-UVMS)的运动控制算法。该系统由一个六自由度的水下智能机器人(AUV)和一个n自由度的机械手组成,存在自由度冗余,其动力学模型涉及到很多水动力因素,很难精确的建立系统的整体模型。并且在其作业过程中,机器人和机械手两子系统之间,存在运动学和动力学耦合。由于该系统具有强耦合、非线性、多自由度、过冗余、时变等特点,所以实现机械手末端的精确控制将非常困难。本文中采用一种基于模糊逻辑的滑模控制方法。滑模控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高,并且不需要系统整体模型,被广泛的应用于运动控制和非线性系统的控制中。使用模糊逻辑动态调节控制器的增益系数,其优点在于可以柔化控制信号,减轻或避免因增益系数相对过大而引起的高频抖振。本文最后通过计算机仿真,验证了该控制算法对UVMS系统末端执行器的精确控制性能良好、准确。

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