[发明专利]一种深海作业型机器人推进器的误差及参数修正方法

说明书

一种深海作业型机器人推进器的误差及参数修正方法，属于水下机器人技术领域，本发明为了解决目前无法对深海作业型机器人推进器的误差进行推导和修正的问题。步骤一，理论分析，确定误差来源，建立全误差模型；步骤二，根据步骤一所述的全误差模型，建立水平姿态下的推进器安装角度误差模型；步骤三，根据步骤一所述的全误差模型，建立水平姿态下的推进器安装位置误差模型；步骤四，根据步骤一所述的全误差模型，建立非水平姿态误差模型；步骤五，进行水池实验；步骤六，误差模型修正，完成对推进器的误差及参数修正。本发明的一种深海作业型机器人推进器的误差及参数修正方法能实现对作业型ROV的全误差运动模型的建立，计算推进器的误差。

技术领域

本发明涉及一种推进器的误差及参数修正方法，具体涉及一种深海作业型机器人推进器的误差及参数修正方法，属于水下机器人技术领域。

背景技术

作为一种重要的水下平台和工具，目前作业型水下机器人已经广泛的应用在海洋工程、救助打捞、海洋探索等领域。作业型水下机器人作为海洋资源开发和海洋环境观测的重要装备之一，其最大的特点就是能够在危险的深海区域完成高强度、大负荷、高精度的作业任务。它是一个国家实现深海资源开发不可或缺的重大技术装备之一。作为作业型水下机器人的重要动力源的推进器系统，是确定水下机器人运动性能和作业能力的一个十分重要的部分。因此研究和探索作业型水下机器人的推进器误差模型对作业型水下机器人的发展具有十分重要的意义。

“海马号”ROV项目是由国内多家ROV研发机构，结合自身优势，共同完成的，并于2014年成功进行海试。它能够在4500米深海域进行作业，能够完成海底定高、定向航行，同时在4500米深海域能够实现海底采样，海底摄影等，实现我国ROV作业深度的突破，“海马号”在深海作业时的安全性、适应性及平稳性等已经与国外类似潜水器处于同样的高水平，同时丰富了我国在该领域的研究案例，加速我国ROV事业的发展。

水下机器人在水下作业时会受到多种力的作用，研究这些力的作用规律是建立运动模型的重要基础，也是进行ROV控制的基础。建立统一ROV以及推进器的坐标系；为了更好的分析推力误差来源，对推进器进行数学建模；根据分析情况，分别对ROV主体水平姿态的推力、推力矩进行建模，并通过姿态变换的形式建立非水平姿态下的误差模型。

建立全误差模型需要对ROV的推力进行分析，推进系统是作业型ROV的动力核心,是ROV实现水下作业的保障。合理设计ROV的推进系统，能提高ROV在水下的作业效率，延长ROV在相同能源供应下的工作时间。因此，根据不同的水下作业任务设计最优化的推进系统在ROV应用领域十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种深海作业型机器人推进器的误差及参数修正方法，以解决目前无法对深海作业型机器人推进器的误差进行推导和修正的问题。

所述一种深海作业型机器人推进器的误差及参数修正方法包括以下步骤：

步骤一，理论分析，确定误差来源，建立全误差模型；水下作业型ROV(水下潜水器)工作在深海时，根据其运动模式，它的运动姿态可以分为四种，分别是：水平姿态、纵倾姿态、横滚姿态、俯仰姿态，其中水平姿态是ROV工作的常规姿态，其他姿态为非水平姿态，常出现在ROV运动方向变换的过程中，同时，水平姿态可以看做其他运动姿态的特例，按照推进器的空间布局，将其分为四个水平推进器以及三个垂直推进器，根据右手螺旋法则依次确定各个推进器的坐标轴方向，在等效几何图形中定义：推进器T₁、T₂坐标系的x轴的正向指向ROV的艏向，推进器T₃、T₄坐标系的x轴的正向指向ROV的尾向，z轴与ROV主体坐标系的z轴同向，对应的y轴符合右手法则，水平姿态误差可以分为安装的角度误差和安装的位置误差；