水下机器人定深控制方法、控制装置及相应的水下机器人制造方法及图纸

本发明专利技术涉及水下机器人控制技术领域，具体为一种在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法、控制装置及相应的水下机器人，在推导任意倾角壁面内攀爬水下机器人的旋转角度与俯仰角映射关系的基础上，利用水下机器人的姿态角和履带速度信息构建了积分滑模面，设计了滑模控制律以获取左右履带速度参考值。此外，设计了基于一致性策略的控制方法以克服左右履带速度响应不一致的问题，使水下机器人在任意倾角壁面内按期望深度攀爬。根据本发明专利技术实施例的在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法提升水下机器人在壁面内攀爬的工作效率，需合理控制水下机器人左右行走机构的行走速度，以实现无重叠无遗漏地覆盖整个壁面。

Depth determination control method, control device and corresponding AUV

【技术实现步骤摘要】
水下机器人定深控制方法、控制装置及相应的水下机器人
本专利技术涉及水下机器人控制
，具体为一种在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法、控制装置及相应的水下机器人。
技术介绍
水下机器人是海洋资源开发，海洋监测以及海洋生态保护的重要装备之一。通过搭载不同类型的传感器和执行器，水下机器人能够有效地实现对海洋探索、开发、监测以及侦查等多项任务。对于复杂海洋环境下的探索开发，尤其是当需要在船侧、大坝、桥墩等复杂工作面进行降落、攀爬或行走等作业任务时，就需要深入地研究开发同时具有大范围游动能力以及局部行走和攀爬能力的水下机器人具有十分重要的研究意义，可广泛应用于海洋资源开发和利用、海洋牧场建设、水下文化遗产保护、搜集和打捞、水库大坝的安全检查、船舶清洗和日常保养、水下安全等领域，可促进我国海洋经济的快速发展，维护社会稳定和国家安全，具有重要的经济和社会效益。水下机器人通常受限于传感器探测范围或者作业工具作业范围的制约，当水下机器人着陆并贴合到工作面后，就需要合理设计水下机器人的覆盖控制算法，以实现对工作壁面的高效率的检测或作业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法，其特征在于，所述在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法包括以下步骤：/n步骤1：建立水下机器人的攀爬运动学方程：/n

【技术特征摘要】
1.一种在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法，其特征在于，所述在任意倾角壁面内攀爬的水下机器人定深控制方法包括以下步骤：
步骤1：建立水下机器人的攀爬运动学方程：



其中，(x0,y0)和γ分别为水下机器人在壁面坐标系下的位置和航向角，和分别为水下机器人左右履带的真实速度，L为水下机器人左右履带间距；
步骤2：水下机器人在倾角为φ0的壁面内攀爬时转动的航向角γ与水下机器人相对地面坐标系的俯仰角θ之间的关系为：
tanθ＝sinφ0tanγ；
步骤3：利用履带速度和俯仰角θ替代深度信息来构建滑模面：



其中，k1和k2均为大于零的常数，φ0为水下机器人攀爬壁面的倾角，该倾角为常数；Δy为水下机器人期望的深度下移/上移量，其为常数；
步骤4：对步骤3构建的滑模面，采用以下控制律进行控制：



其中，k3和k4为大于零的常数；ΔV＝V1-V2为水下机器人左右履带期望的速度之差；sign(·)为符号函数，g(θ,γ)可表示为





2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：严卫生，陈乐鹏，崔荣鑫，蒋绍博，邢瑶，邓飞，李慧平，王银涛，许晖，李宏，张守旭，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61