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原文传递深海作业型ROV控制系统设计

论文题名：	深海作业型ROV控制系统设计
关键词：	深海作业;ROV控制系统;静止悬浮;模糊逻辑
摘要：	随着人类对深海的探索及海洋资源的开发不断深入，深海作业型 ROV（Remotely Operated Vehicle：简称ROV）的作用越来越受到人类的重视。良好的控制系统性能是保证深海作业型ROV安全运行及作业的基础，并且ROV作业时要受到不可预知的外界干扰，要求本体具有极高的静止悬浮能力，因此ROV控制系统及其静止悬浮控制在ROV设计过程中至关重要。　　本论文首先对深海作业型ROV控制系统总体结构进行了设计，建立了分层式的控制系统体系结构，分析ROV控制系统组成，针对ROV的实时性、可靠性等设计要求，设计了以VxWorks操作系统为平台的控制系统软件结构。分析ROV控制系统设计需求，搭建软件的总体结构，设计基于ROV任务的软件控制流程，并且设计ROV静止悬浮控制流程。　　其次，进行ROV数学模型建立及稳定性分析。依据牛顿动力学定律以及动量矩定律建立ROV动力学模型，对其受力分析，结合ROV本体运动学模型，建立ROV空间动力学方程。分析ROV固有稳定性，并且应用Lyapunov稳定性判据对ROV模型的稳定性进行分析，同时进行ROV静止悬浮分自由度解耦及稳定性分析。　　再次，结合传统 PID和智能模糊逻辑控制，设计模糊 PID静止悬浮控制器。考虑ROV静止悬浮特点，以高精度、稳定性强的经典 PID为基础控制方法，结合模糊逻辑对于非线性系统控制的优点，设计模糊PID控制器。　　最后，通过搭建了系统试验仿真环境，并且设计以不同自由度外界扰动力的仿真实验，验证了所设计的深海作业型ROV模糊PID静止悬浮控制算法的有效性和可靠性。
作者：	杜振振
专业：	控制工程
导师：	髙延滨
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文