模糊PID控制在水下机器人运动控制中的应用

论文题目: 模糊PID控制在水下机器人运动控制中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 船舶与海洋结构物设计制造

作者: 沈伟

导师: 万磊

关键词: 开架式水下机器人,运动模型,模糊控制,控制

文献来源: 哈尔滨工程大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近几十年来,随着海洋资源开发以及江河、湖泊等水下领域各种作业任务的需要,水下机器人得到了迅猛的发展。本文的研究对象堤坝检测水下机器人是为了检测水库和拦河大坝中的裂缝、破损及各种安全隐患而设计的。为了提高水下机器人运动控制性能以更好的完成指定任务,水下机器人运动控制技术的研究就成为了一个重要的研究课题。本论文旨在探讨模糊PID控制技术在堤坝检测水下机器人运动控制中的应用,并设计出基于模糊PID的水下机器人运动控制系统。论文首先根据开架式遥控水下机器人结构特点和实际作业要求,建立了水下机器人的四自由度运动模型,并对已有的仿真系统进行了完善。本论文的主体部分是堤坝检测水下机器人运动控制系统设计。在运动控制部分,首先设计一个Mamdani型的常规模糊控制器,仿真结果表明这种控制器具有一定的稳态误差。然后在此基础上,设计了两种高精度的控制器:模糊自适应PID控制器和模糊PID双模复合控制器,并分别进行了仿真试验和外场试验研究,并对试验结果进行了分析和比较。试验结果表明:这两种控制方法即具有良好的动态性能,又能获得较高的稳态精度,采用这两种控制器都具有较好的控制效果。

论文目录:

第1章绪论

1．1 引言

1．1．1 水下机器人的分类

1．1．2 遥控水下机器人(ROV)的发展

1．2 水下机器人运动控制技术综述

1．3 模糊 PID控制在水下机器人控制中的应用

1．4 课题来源和论文主要内容

1．4．1 课题来源

1．4．2 论文主要内容

第2章水动力模型和仿真系统

2．1 堤坝探测水下机器人结构

2．2 坐标系的选取

2．2．1 固定坐标系和运动坐标系

2．2．2 运动参数的表示

2．2．3 固定坐标系和运动坐标系的转换关系

2．3 空间操纵运动方程

2．4 重力和浮力

2．5 推力器推力

2．6 流力水动力

2．7 环境干扰力

2．8 本章小结

第3章 PID控制与模糊控制

3．1 引言

3．2 PID控制技术

3．2．1 PID控制的基本原理

3．2．2 数字PID控制算法

3．3 模糊控制

3．3．1 模糊数字基础

3．3．2 模糊控制器

3．4 模糊 PID控制

3．5 本章小节

第4章水下机器人模糊PID控制器的设计

4．1 引言

4．2 水下机器人常规模糊控制器设计

4．2．1 常规模糊控制器设计思想

4．2．2 水下机器人常规模糊控制器结构

4．2．3 仿真试验

4．2．4 仿真结果分析

4．3 水下机器人模糊自适应 PID控制器设计

4．3．1 模糊自适应 PID控制原理

4．3．2 仿真与外场试验

4．4 水下机器人模糊 PID复合控制器设计

4．4．1 模糊 PID复合控制工作原理

4．4．2 水下机器人模糊PID复合控制器结构

4．4．3 仿真与外场试验

4．5 三种控制器性能的比较

4．6 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

发布时间: 2005-10-21

参考文献

[1].基于模糊PID的无人水下机器人运动控制研究[D]. 李健.大连理工大学2016
[2].遥控式水下机器人PID运动控制算法优化研究[D]. 姜婵娟.哈尔滨工程大学2010
[3].基于模糊理论的水下机器人运动控制研究[D]. 周辉军.中国海洋大学2007
[4].基于模糊PID的水下机器人运动控制[D]. 尹梦舒.中国科学院研究生院(光电技术研究所)2016
[5].开架式水下机器人运动控制技术的研究[D]. 梁霄.哈尔滨工程大学2006
[6].自治型水下环保机器人运动控制系统的仿真研究[D]. 刘玉民.昆明理工大学2003
[7].堤坝检测水下机器人运动控制技术的研究[D]. 郭春杨.哈尔滨工程大学2008
[8].水下机器人模糊自适应控制的研究[D]. 孙玉山.哈尔滨工程大学2005
[9].自主式水下机器人基于行为的控制方法研究[D]. 郭磊.中国海洋大学2008
[10].水下监测机器人研制[D]. 蔡子渊.南京信息工程大学2017

模糊PID控制在水下机器人运动控制中的应用

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