基于Backstepping方法的水下機(jī)器人自適應(yīng)滑?？刂萍夹g(shù)研究.pdf

1、無人無纜水下機(jī)器人工作在復(fù)雜的海洋環(huán)境，其自身的環(huán)境感知能力和外部對(duì)其監(jiān)控能力的技術(shù)和手段與陸上和空間機(jī)器人相比都有很大不足，智能控制技術(shù)是水下機(jī)器人研究和應(yīng)用的核心技術(shù)之一。水下機(jī)器人在水下航行和作業(yè)時(shí)，由于建模的不確定性和外部干擾的作用，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的精確運(yùn)動(dòng)控制成為水下機(jī)器人智能控制技術(shù)研究中一個(gè)亟待解決的問題。 本文以實(shí)驗(yàn)室自主研制的“海貍”開架式水下機(jī)器人為研究對(duì)象，考慮建模不確定性和外部干擾的作用，本文提出了一種添

2、加不確定項(xiàng)的水下機(jī)器人修正動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了離線辨識(shí)，并進(jìn)行了修正前后模型應(yīng)用的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析驗(yàn)證了修正模型應(yīng)用于控制器在控制精度以及抗干擾性能方面的優(yōu)越性。 水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模型是一個(gè)典型的非線性系統(tǒng)模型，滑模控制方法和Backstepping(反步、反演、反向遞推)控制方法是非線性控制中的強(qiáng)有力工具，在非線性控制領(lǐng)域中，基于Backstepping設(shè)計(jì)方法滑模控制技術(shù)已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。本文旨在探討

3、水下機(jī)器人自適應(yīng)Backstepping滑模控制技術(shù)，并提出了一種基于Backstepping的水下機(jī)器人綜合控制方法。通過各控制器仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所提出的控制器能有效的抑制抖振，通過水池對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所提出的控制器在控制性能和抗干擾性能方面的有效性。 針對(duì)開架式水下機(jī)器人的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種基于函數(shù)重載機(jī)制的人機(jī)界面通信操作方法，縮短了程序段長(zhǎng)度，解決了程序無法正常關(guān)閉的問題；采用了一種模塊化編程策略實(shí)現(xiàn)了