带缆遥控水下机器人水动力数学模型与控制特性研究

以水下机器人为对象，研究带缆遥控水下机器人在海流等海洋环境因素影响下、以螺旋桨推进器产生的推力为机器人的主要驱动与控制力作用下机器人的水动力响应与控制问题。本项目将建立完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型。为此首先建立脐带缆与水下机器人动力方程，在此基础上将它们进行耦合，把工作母船与脐带缆绳连接点的运动状态以及机器人控制机构的控制动作作为系统的动力输入从而构成整个系统的水动力数学模型。然后采用适当模糊算法、神经元网络等控制理论技术在所建立的系统水动力数学模型中加入控制方程，以有限差分算法通过数值模拟手段分析带缆遥控水下机器人系统在一定的控制机构操纵动作和特定的海况下的水动力与控制特性，探讨在特定的海洋环境以及轨迹与姿态控制要求条件下维持机器人稳定的水动力与控制机理，以CCD水下摄影测量技术通过实验室样机试验进一步观察带缆遥控水下机器人的水动力与控制特性，并验证所提出的理论模型的可靠性。