水下机器人水动力性能分析及其运动控制方法的研究

摘要................................................................................................................................I ABSTRACT......................................................................................................................II 第1章绪论.. (1)

1.1课题来源 (1)

1.2课题背景及研究意义 (1)

1.2.1水下机器人的分类 (2)

1.2.2水下机器人的应用 (2)

1.3水下机器人国内外研究现状 (3)

1.4水下机器人技术研究现状 (6)

1.4.1水下机器人在流体分析方面的研究现状 (6)

1.4.2水下机器人运动控制技术的研究现状 (8)

1.5本文的主要研究内容 (10)

第2章水下机器人数学建模 (11)

2.1引言 (11)

2.2水下机器人坐标系及参数定义 (11)

2.3水下机器人的运动学建模 (14)

2.4水下机器人的动力学建模 (15)

2.4.1AUV在体坐标系下的平移和转动 (15)

2.4.2水下机器人六自由度动力学模型 (16)

2.5水下机器人受力分析 (17)

2.5.1附加质量和附加阻尼力分析 (18)

2.5.2恢复力分析 (19)

2.5.3阻力分析 (20)

2.5.4推进器推力分析 (21)

2.6本章小结 (21)

第3章水下机器人流体运动仿真及阻力分析 (22)

3.1引言 (22)

3.2基于FLUENT软件的水下机器人流体分析 (22)

3.2.1计算流体力学过程简介 (22)

3.2.2流体数值计算控制方程 (24)

3.2.3边界条件的定义 (24)

3.2.4流体数值计算湍流模型 (26)

3.2.5求解控制参数的设定 (27)

3.2.6流体数值计算结果 (27)

3.3计算流体力学与经验公式的结果对比 (30)

3.4本章小结 (31)

第4章水下机器人运动控制器的设计 (32)

4.1引言 (32)

4.2水下机器人控制系统设计 (32)

4.3自适应模糊PID控制算法 (33)

4.4水下机器人姿态控制器设计 (35)

4.4.1模糊控制器设计 (35)

4.4.2自适应模糊PID控制器设计 (38)

4.5水下机器人深度控制器设计 (41)

4.6本章小结 (42)

第5章水下机器人平台搭建与实验分析 (43)

5.1引言 (43)

5.2推进器测力实验 (43)

5.3惯性测量单元准确性校验实验 (45)

5.3.1实验原理 (45)

5.3.2惯性测量误差分析 (46)

5.4水下机器人控制器有效性校验实验 (47)

5.4.1姿态控制器有效性校验与分析 (47)

5.4.2深度控制器有效性校验与分析 (51)

5.5本章小结 (52)

结论 (53)

参考文献 (54)

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (58)

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限........................错误！未定义书签。致谢.. (60)