潛水器姿態(tài)與定深控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國有眾多的港口航道，泥沙淤積現(xiàn)象也普遍存在，本論文的主要研究對(duì)象是一種具備水文測量功能的自治式無人潛水器，它用途就是對(duì)港口航道內(nèi)的水深進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而掌握航道內(nèi)的泥沙淤積程度。為了提高潛水器運(yùn)動(dòng)控制性能以更好地完成監(jiān)測任務(wù)，課題針對(duì)潛水器垂直面運(yùn)動(dòng)——即定深與俯仰姿態(tài)控制進(jìn)行了研究。 在論文中首先根據(jù)潛水器水下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析，分析了潛水器的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，潛水器的硬件控制系統(tǒng)是以DSP處理器為控制核心，外接壓力、姿態(tài)及水深

2、測量等多種傳感器設(shè)備，通過這些傳感器及時(shí)反饋潛水器當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，借助模糊PID控制算法對(duì)潛水器的航行深度和航行姿態(tài)施以主動(dòng)控制，保證潛水器能在預(yù)定深度下平穩(wěn)的航行，同時(shí)將水深測量數(shù)據(jù)傳回地面客戶端服務(wù)器，完成港口航道水域內(nèi)的水深測量任務(wù)。 針對(duì)潛水器操縱過程存在非線性、慢時(shí)變等特性，本文將傳統(tǒng)PID控制和模糊控制各自的優(yōu)點(diǎn)融合在一起，設(shè)計(jì)了一種模糊自適應(yīng)PID控制器，它可以根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)的響應(yīng)偏離給定的情況及變化趨勢(shì)，依據(jù)我