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一种水下机器人协同控制系统的构建方法及其控制方法技术方案

技术编号:43303043 阅读:38 留言:0更新日期:2024-11-12 16:18
本发明专利技术一方面提供一种水下机器人协同控制系统的构建方法,包括:搭建模拟环境:构建脐带缆仿真模型;构建浮标跟随策略模型并进行训练:构建绞车控制策略模型并进行训练:将浮标控制策略模型和绞车控制策略模型结合成水下机器人协同控制系统;其中,浮标跟随策略模型基于深度强化学习的SAC算法,实现对浮标的高效探索和智能控制;利用轻量化Transformer的绞车控制策略模型,通过行为克隆方法,实时预测脐带缆的期望长度。另一方面,本发明专利技术提供一种水下机器人协同控制方法,不仅确保协同控制系统的安全性,也实现了操作效率的显著提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水下机器人协同控制系统的构建方法及其控制方法,属于水下机器人。


技术介绍

1、水下机器人是一种工作于水下的极限作业机器人,是海洋开发和水下作业的重要工具。水下机器人工作时,岸上单元通过收放装置上的脐带缆依次串接浮标与水下机器人本体,脐带缆为水下机器人提供电能并负责信号的传递,浮标在水下机器人工作时,以实时跟随状态漂浮在水面,便于水下机器人的定位。

2、水下机器人在复杂、动态水下环境中的广泛应用日益增加,主要涵盖大坝检查、水下资源勘探和科学研究等多个领域。然而,随着应用场景的不断扩展和水下任务的增多,传统水下机器人控制系统面临一系列挑战。这些挑战主要包括环境噪声、复杂障碍物、水流速度等因素,而这些因素的高度随机性使得通过传统控制算法难以准确建模和实现精准控制。

3、在水下作业的实际应用场景中,水下机器人、浮标与脐带缆绞车的协同工作显得尤为关键。浮标不仅需要有效跟随水下机器人的移动,同时要维持脐带缆的合理张力,以避免缆绳纠缠或断裂的风险。传统控制系统对于浮标、绞车与水下机器人之间的协同控制存在较大的局限性,无法全面考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水下机器人协同控制系统的构建方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建脐带缆仿真模型,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述构建浮标跟随策略模型,包括:构建奖惩函数模型,对浮标、水下机器人的移动和脐带缆的收放进行奖惩,计算奖惩值;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述构建奖惩函数模型,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基本回报函数的表达式如下:

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述浮标跟随策略模型包含:值函数网络、目标值函数网络、Q...

【技术特征摘要】

1.一种水下机器人协同控制系统的构建方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建脐带缆仿真模型,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述构建浮标跟随策略模型,包括:构建奖惩函数模型,对浮标、水下机器人的移动和脐带缆的收放进行奖惩,计算奖惩值;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述构建奖惩函数模型,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基本回报函数的表达式如下:

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述浮标跟随策略模型包含:值函数网络、目标值函数网...

【专利技术属性】
技术研发人员:倪建军顾扬赵泳浩史朋飞范新南赵兵杨鸣宇万刚耿在明朱思思李新宇
申请(专利权)人:河海大学
类型:发明
国别省市:

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