【摘 要】
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我国有众多的水库和拦河大坝,迫切的需要有效的堤坝检测手段。堤坝检测水下机器人(探坝机器人)是为查找江、河、湖、海的各种堤坝的裂缝、破损和隐患等质量问题而设计的。它
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我国有众多的水库和拦河大坝,迫切的需要有效的堤坝检测手段。堤坝检测水下机器人(探坝机器人)是为查找江、河、湖、海的各种堤坝的裂缝、破损和隐患等质量问题而设计的。它是一个以缆控水下机器人(ROV)为载体,装备有声、光、电等多种先进传感器的综合体。要使探坝机器人成功完成工作任务,就要对其进行有效的控制,这就需要建立探坝机器人的数学模型,而探坝机器人具有较强的非线性特征,很难建立一个较为精确的数学模型,同时由于工作环境的复杂性和未知性,并考虑到经济性、安全性等因素,研究如何更好地实现机器人载体的运动控制,对于堤坝检测机器人的实用化具有重要的理论和现实意义。本文分析和研究了一种基于模糊逻辑和滑模控制相结合的模糊滑模控制方法,利用该方法设计的控制器可以有效的减弱抖震和提高控制器的控制性能。本文采用该控制方法开发了堤坝检测水下机器人的水面控制系统,经过海上和水池试验验证,该系统具有可行性与较好的鲁棒性和实时性。同时,本文采用了PC104作为水下机器人水下运动控制系统的水下控制机,开发了运行于水下控制机PC104上的基于VxWorks操作系统的水下运动控制系统程序,完成接收各种传感器信息以及向各个推进器发送电压指令的任务,水下运动控制系统和水面控制系统一起构成了完整的探坝机器人运动控制系统。最后通过海上试验和水池试验证明了堤坝探测水下机器人的整个运动控制系统的可行性和可靠性。
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