水下机器人攀爬模态下的防滑调头控制方法及水下机器人技术

本发明专利技术涉及水下机器人控制技术领域，提供了一种水下机器人攀爬模态下的防滑调头控制方法及相应的防滑掉头控制装置和水下机器人。防滑调头控制方法，包括以下步骤：步骤1：根据期望调头时间T、机器人的初始航向角ψ

【技术实现步骤摘要】
水下机器人攀爬模态下的防滑调头控制方法及水下机器人
本专利技术涉及水下机器人控制
，具体为一种水下机器人攀爬模态下的防滑调头控制方法及相应的防滑掉头控制装置和水下机器人。
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，其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。沿着预定规划路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下机器人攀爬模态下的防滑调头控制方法，其特征在于：所述防滑调头控制方法包括以下步骤：/n步骤1：根据期望调头时间T、机器人的初始航向角ψ

【技术特征摘要】
1.一种水下机器人攀爬模态下的防滑调头控制方法，其特征在于：所述防滑调头控制方法包括以下步骤：
步骤1：根据期望调头时间T、机器人的初始航向角ψ0和自适应变量β构造出期望航向角ψd(t)；
步骤2：根据期望航向角ψd(t)以及预设的调头侧移量yd，构建滑模面s1、s2；
步骤3：基于水下机器人左、右履带不打滑的控制需求，根据水下机器人左、右履带所能提供的最大牵引力F1m和F2m，设计防滑调头控制律F1、F2以及防滑调头自适应律
步骤4：基于防滑调头控制律F1、F2，为水下机器人左、右履带分别提供牵引力u1和u2。


2.根据权利要求1所述的防滑调头控制方法，其特征在于：步骤1中





3.根据权利要求2所述的防滑调头控制方法，其特征在于：步骤2中



其中，为水下机器人t时刻期望的侧移量，其由航向角ψ、预设的调头侧移量yd和累积侧移量共同决定；λ1为大于零的常数；
其中，L为左右履带间距，V1和V2分别为左右履带的行走速度，


4.根据权利要求3所述的防滑调头控制方法，其特征在于：步骤3中



其中，m＝m0+mλ为水下机器人质量m0和附加质量mλ之和；J＝J0+Jλ为水下机器人绕攀爬壁面的转动惯量J0和附加转动惯量Jλ之和；

【专利技术属性】
技术研发人员：严卫生，崔荣鑫，陈乐鹏，许晖，王崇武，李宏，邢瑶，蒋绍博，张守旭，
申请(专利权)人：西北工业大学，西北工业大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61