CN:36-1239/TH

ISSN:1672-3872

半月刊

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翼型水下航行器的控制系统设计

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DOI:10.3969/j.issn.1672-3872.2023.19.035

基金项目:江苏省高等学校大学生创新创业重点项目低功耗的面向海洋牧场的智能水下航行器(202212056011Z)

作者:戴敬轩,高洁,熊囿铭(南通理工学院电气与能源工程学院,江苏 南通 226002)

 

摘 要:【目的】为了使水下机器人在水下正常工作,必须有一个稳定的载体——水下航行器。要进行长期、稳定、可靠的水下环境监测,水下航行器应具有一定的灵活性和隐蔽性,并且能够稳定可控。【方法】课题组对比已有的水下航行器性能,参考四旋翼无人机的控制特点,模仿蝠鲼造型,设计了一款翼型水下航行器。建立了动静坐标系,求出了水下航行器的空间运动方程,并针对欠驱动系统进行了船体分析,制作了控制系统结构图,根据控制需要选用PID控制算法进行了适当优化。为了验证设计效果,课题组等比例制作了一个翼型水下航行器,并进行了实验水池和户外的运行测试。【结果】艏摇阶跃响应在 10 s时由2 rad旋转至4.8 rad,5 s~10 s之间的波动可忽略;PID控制器的阶跃响应能够实现较快速的收敛,大约需要8 s,基本达到了设计要求。【结论】设计的水下航行器具有一定隐蔽性,PID控制方法能对水下航行器实现控制,但PID控制方法对传感器的要求较高,所以运动控制器有进一步提升空间,后期将继续研究。

关键词:翼型水下航行器;控制系统;运动建模

 

引文信息:[1]戴敬轩,高洁,熊囿铭.翼型水下航行器的控制系统设计[J].南方农机,2023,54(19):133-135.

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