自治水下机器人控制方法研究及滑模模糊控制的应用研究

本论文在参阅大量国内外文献的基础上，进行了两方面的研究工作：自治水下机器人控制方法研究和滑模模糊控制的应用研究。全文分两部分对所做工作进行，总结论述。在第一部分“滑模模糊控制方法在自治水下机器人中的应用研究”中，本文总结了自治水下机器人控制方法的新进展；研究了模糊滑模控制和滑模模糊控制的原理，并针对6000米自治水下机器人“cR－01”的数学模型进行了仿真。仿真结果表明滑模与模糊控制相结合的方法减少了模糊控制规则的数目，参数较易调整，而且可以消除普通滑模控制中的颤振现象。在仿真的基础上进行了滑模模糊控制水池实验，对实验结果进行了分析。实验结果表明，滑模模糊控制可以大大提高自治水下机器人控制系统的性能。在第二部分“自治水下机器人控制方法研究”中，本文进行了解祸控制、BackStepping控制、“CR－01’，控制方法的仿真和水下机器人六自由度仿真的研究。分析了自治水下机器人运动中存在的藕合作用，就解祸控制进行了分析和仿真，仿真结果表明解藕控制可以很好地实现同一平面内各祸合变量的解藕。分析了BackStepping鲁棒控制算法，在自治水下机器人运动存在模型摄动和外界千扰时进行了仿真，仿真结果表明基于全状态反馈的B ackStepping控制算法具有很强的鲁棒性，对模型摄动和干扰有较强的适应性。在进行论文工作的过程中，作者建立了大量的基于MATLAB TM下S INIULINKIrm的6000米自治水下机器人"CR－01”的控制方法仿真模块。本文建立了一个全自由度的自治水下机器人仿真模块，为路径规划和高层使命仿真打下了基础。