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自主水下机器人(AUV)自升沉控制策略研究

魏学  邢金昕  郑荣  于波  孙兆有  葛鹏  
【摘要】:长期观测型AUV系统的主要任务是实现定点剖面自升沉观测,即按照预定周期,每间隔若干小时升沉一次(例如4次/天),实现对目标海域内海洋环境垂直剖面的观测。为节省能源,实现长期观测,以及满足定点观测过程中漂移距离不大于3海里的指标要求,应根据黑潮区域的海流分布,实时规划潜浮运动轨迹并采取合适的观测策略,使长期观测型AUV系统具有适宜的升沉速度和稳定性,以及在潜浮过程中控制位置偏移在指标要求范围内。本论文研究的主要目的就是针对浮力调节系统的特性,研究满足上述观测要求的航行策略。本课题研究的AUV上浮过程拟采用螺旋回转策略,以实现上浮过程的漂移最小为目标,该策略曾在6000m AUV系统得以成功应用,具有策略简单、可控性好和能耗低的优点。采用滑翔策略进行抗流回航下潜,一方面可极大的减小下潜过程的漂移距离,另一方面也可以节省回航的能量,且该策略要求执行机构动作简单,控制系统不需要长期开机。

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