【技术实现步骤摘要】
一种水下机器人矢量推进器的控制系统、控制方法及矢量角度选择方法
[0001]本专利技术涉及水下勘探与水下作业设备及配套技术，具体是涉及一种水下机器人矢量推进器的控制系统、控制方法及矢量角度选择方法。
技术介绍
[0002]随着目前对海洋进行合理的地开发，可以极大缓解当前面临的资源短缺问题。当需要进行水下探测与水下作业时，水下机器人的优势就得以体现，尤其是在人类无法到达的深水领域。但由于水下环境恶劣，故而对水下机器人的运行稳定性以及控制性能提出了很高的要求。
[0003]现有技术中，如公开号为CN113002744A的专利申请公开了一种四旋翼水下航行器，该专利申请公开了一种重心调节装置和用于驱动重心调节装置的驱动装置，通过驱动重心调节装置运动改变四旋翼水下航行器重心位置，从而提高四旋翼水下航行器的工作效率；但其需要通过重心调节装置与推进器配合完成多自由度运动，此时航行器本体姿态会产生大幅度转动，使航行器整体稳定性大大降低，不利于水下探测与水下作业。如期刊“工业控制计算机”中公开的四旋翼水下航行器运动控制及可视化仿真，其...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水下机器人矢量推进器的控制系统，其特征在于，包括用于驱动水下机器人运动的矢量推进器(3)、若干检测水下机器人状态的电压型传感器、上位机、控制模块，所述上位机用于发送控制电压信号，所述控制模块包括信号采集模块、信号接收模块、信号输出模块和控制信号调节模块，所述信号采集模块用于采集所述电压型传感器的电压输出信号，所述信号接收模块用于接收上位机发送的控制电压信号以及信号采集模块采集的电压输出信号，所述控制信号调节模块用于根据信号接收模块接收的信号进行电压PID闭环计算得到闭环输出控制电压，且控制信号调节模块用于调节闭环输出控制电压的输出速度；所述信号输出模块用于将控制信号调节模块调节之后的闭环输出控制电压转换成矢量推进器(3)的控制信号，并对矢量推进器(3)进行控制。2.根据权利要求1所述的矢量推进器控制系统，其特征在于，所述水下机器人包括外框架(1)、固定于外框架(1)内的电子舱(2)，所述外框架(1)两侧对称设置四个矢量推进器(3)，所述电压型传感器、信号采集模块、控制模块均设置于电子舱(2)内。3.根据权利要求2所述的矢量推进器控制系统，其特征在于，所述矢量推进器(3)包括水下推进器(21)和水下舵机(19)，所述水下舵机(19)输出端与水下推进器(21)侧面连接，水下舵机(19)调节水下推进器(21)的推进角度。4.一种如权利要求1至3任意一项矢量推进器控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集水下机器人的状态信息并上传至上位机；步骤2：上位机根据水下机器人的状态信息发送控制电压信号；步骤3：根据上位机发送的控制电压信号以及采集的水下机器人状态信息的电压信号，进行电压PID闭环计算得到闭环输出控制电压；步骤4：调节闭环输出控制电压的输出速度；步骤5：将调节之后的闭环输出控制电压转换成矢量推进器(3)的控制信号，并对矢量推进器(3)进行控制。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3中电压PID闭环计算公式为：其中，u
O
(k)为闭环输出控制电压；e(k)为误差，e(k)＝u
I
(k)
‑
u
R
(k)，u
I
(k)为上位机发送的控制电压信号的电压值，u
R
(k)为采集的电压值；T1为u
O
(k)的更新周期，K
P
、K
I
、K
D
为PID闭环调节参数。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4中将闭环输出控制电压u
O
(k)代入...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷宝吉，王子威，叶福民，张建，成诗豪，颜静，徐文星，辛伯彧，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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