長(zhǎng)航程潛水器智能運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究.pdf

1、智能控制是當(dāng)前水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，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(shù)在水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用，并設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　 本文首先分析了水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)實(shí)際需要對(duì)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并以此模型為基礎(chǔ)建立了水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)。
　　 針對(duì)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器控制規(guī)則較多，參數(shù)手工確定困難的特點(diǎn)，利用智能算法對(duì)其規(guī)則參數(shù)進(jìn)行自尋優(yōu)設(shè)計(jì)。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(wèn)題中的應(yīng)用，采用PSO算法進(jìn)行控制器規(guī)則參數(shù)的自尋優(yōu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，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(shè)計(jì)。水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的S面控制方法是一種簡(jiǎn)單實(shí)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(diào)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(chǔ)上引入仿人智能積分以提高控制的穩(wěn)態(tài)精度。通過(guò)對(duì)水下機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)中的決策層進(jìn)行實(shí)物仿真，對(duì)感知層

3、和行為層進(jìn)行功能性虛擬仿真來(lái)構(gòu)建半實(shí)物仿真平臺(tái)。詳細(xì)闡述了該平臺(tái)的硬件和軟件體系結(jié)構(gòu)，對(duì)虛擬仿真中的運(yùn)動(dòng)仿真、傳感器仿真以及實(shí)物仿真中智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做出了說(shuō)明，最后進(jìn)行了自主避障仿真試驗(yàn)和遠(yuǎn)距離航行仿真試驗(yàn)。
　　 本文對(duì)所研究的控制方法設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器并進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文研究的控制方法的可行性。半實(shí)物仿真平臺(tái)在考察水下機(jī)器人系統(tǒng)軟件邏輯的基礎(chǔ)上，對(duì)智能控制系統(tǒng)的硬件體系、數(shù)據(jù)接口和可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證，對(duì)實(shí)際海試具有