深海集礦機路徑控制系統(tǒng)研究.pdf

1、深海底礦產(chǎn)資源的開發(fā)現(xiàn)已初露端倪，它在滿足未來資源需求方面日漸重要。世界各國都在加緊對深海開采技術(shù)進行研究，為海洋經(jīng)濟時代的到來做技術(shù)儲備。集礦機是深海采礦系統(tǒng)最為關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一，提高其自動控制性能對提高整個采礦系統(tǒng)的集礦效率和工作可靠性具有重要的意義。 本文重點設(shè)計一種能夠滿足系統(tǒng)實時性要求和深海作業(yè)特點的路徑控制系統(tǒng)，使集礦機按照預(yù)定路徑進行采礦作業(yè)。針對深海集礦機電液驅(qū)動系統(tǒng)，建立了液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。依據(jù)集礦機行走的特

2、點，提出了它的運動學(xué)模型，并對路徑控制問題進行了數(shù)學(xué)描述。通過坐標變換，將路徑控制問題轉(zhuǎn)換為一個非線性系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題，從而可以利用基于Lyapunov方法的反演控制算法進行設(shè)計。考慮到集礦機的機械結(jié)構(gòu)和海底的復(fù)雜情況，采用了速度限制策略。 運用MATLAB/Simulink平臺，對路徑控制器進行了仿真研究。分別給定不同的初始位姿，進行了圓軌跡的仿真?？紤]到海底強烈的擾動，將高斯噪聲引入到系統(tǒng)，以檢驗系統(tǒng)的抗干擾能力。為檢驗反演控