長航程潛水器智能運動控制技術研究.pdf

1、智能控制是當前水下機器人運動控制領域研究的熱點，在很大程度上代表著今后的研究方向。本論文旨在探討智能控制技術在水下機器人運動控制中的應用，并設計出性能優(yōu)良的水下機器人運動控制系統(tǒng)。
　　 本文首先分析了水下機器人運動仿真的數(shù)學模型，并根據(jù)實際需要對模型進行了簡化，并以此模型為基礎建立了水下機器人運動仿真系統(tǒng)。
　　 針對模糊神經網絡控制器控制規(guī)則較多，參數(shù)手工確定困難的特點，利用智能算法對其規(guī)則參數(shù)進行自尋優(yōu)設計。研究了

2、粒子群優(yōu)化(PSO)算法的原理及其在工程優(yōu)化問題中的應用，采用PSO算法進行控制器規(guī)則參數(shù)的自尋優(yōu)設計。同時，借鑒免疫算法的思想提出了一種混合粒子群優(yōu)化(HPSO)算法用于優(yōu)化設計。水下機器人運動的S面控制方法是一種簡單實用的方法，本文提出專家S面智能控制方法，采用專家控制器在線調整S面控制器的參數(shù)以改善S面控制器的性能，并在S面控制器的基礎上引入仿人智能積分以提高控制的穩(wěn)態(tài)精度。通過對水下機器人體系結構中的決策層進行實物仿真，對感知層

3、和行為層進行功能性虛擬仿真來構建半實物仿真平臺。詳細闡述了該平臺的硬件和軟件體系結構，對虛擬仿真中的運動仿真、傳感器仿真以及實物仿真中智能控制系統(tǒng)的設計做出了說明，最后進行了自主避障仿真試驗和遠距離航行仿真試驗。
　　 本文對所研究的控制方法設計了相應的控制器并進行了仿真試驗，驗證了本文研究的控制方法的可行性。半實物仿真平臺在考察水下機器人系統(tǒng)軟件邏輯的基礎上，對智能控制系統(tǒng)的硬件體系、數(shù)據(jù)接口和可靠性進行了驗證，對實際海試具有