[发明专利]基于SI控制的有缆水下机器人海底定点着陆运动控制方法

说明书

基于SI控制的有缆水下机器人海底定点着陆运动控制方法，本发明涉及水下机器人海底定点着陆运动控制方法。本发明的目的是为了解决现有ROV进行海底着陆时大多采用人工手动操作进行着陆，费时费力，定点着陆精度较差，容易与水下结构发生碰撞甚至事故，造成严重的经济损失的问题。具体过程为：步骤一、建立s面控制；步骤二、基于步骤一建立的s面控制，建立PID控制；步骤三、基于步骤一建立的s面控制、步骤二建立的PID控制，建立SI控制。本发明用于水下机器人海底定点着陆运动控制领域。

技术领域

本发明涉及水下机器人海底定点着陆运动控制方法。

背景技术

有缆水下机器人(Remote Operated Vehicle，简称ROV)是一个国家海洋装备技术水平的重要标志之一。研究ROV的相关技术对国家经济、海底空间利用、深海旅游、深海打捞和救生等都有着不可估量的战略意义。

顺应ROV研究的热点，研究了有关ROV海底定点着陆运动控制问题的方法。针对在已知着陆点的坐标和理想首向的情况下，对在着陆点附近的ROV自动运动到着陆点的控制问题进行研究。

(1)目前，ROV进行海底着陆时大多采用人工手动操作进行着陆的方式，这种方式往往需要经验丰富的操作者往复操作多次才能使ROV着陆在一个相对满意的位置，费时费力。

(2)目前，ROV进行海底着陆时大多采用人工手动操作进行着陆的方式，这种方式的定点着陆精度较差，尤其是在较为恶劣水下环境中。

(3)目前，由于ROV水下作业的复杂化，操作者往往需要很严格专业认证。

(4)由于水下ROV的视域受限并且图像传输有延迟，以及人为的操作失误，这就导致人为操作ROV海底着陆很容易与水下结构发生碰撞甚至事故，造成严重的经济损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有ROV进行海底着陆时大多采用人工手动操作进行着陆，费时费力，定点着陆精度较差，容易与水下结构发生碰撞甚至事故，造成严重的经济损失的问题，而提出基于SI控制的有缆水下机器人海底定点着陆运动控制方法。

基于SI控制的有缆水下机器人海底定点着陆运动控制方法具体过程为：

步骤一、建立s面控制；具体过程为：

s面控制方法的控制律为：

其中，τ为控制系统产生的控制力和力矩；s为s面函数，k₁、k₂为s面控制参数，e′为位置跟踪误差；为位置跟踪误差的导数；e^s为s的e指数；

步骤二、基于步骤一建立的s面控制，建立PID控制；

步骤三、基于步骤一建立的s面控制、步骤二建立的PID控制，建立SI控制。

本发明的有益效果为：

本发明研究ROV定点着陆运动控制，利用控制的方法经行调节，使ROV更快的着陆到预定地点，提高工作效率(更快)，省时省力。

本发明研究ROV定点着陆运动控制，可以很好的提高ROV海底定点着陆的精度，更好的保障ROV的作业精度和满足精细观测要求，提高定点着陆精度(更准)。

本发明研究ROV的海底定点运动控制，让ROV更加智能化，让每个人，都能很容易的操作ROV，实现他的目的(例如渔民用ROV捞海参)，降低ROV的使用难度(更智能)。这对于ROV的推广使用有重要意义。

本发明研究ROV定点着陆运动控制，让ROV定点着陆更加安全可靠，减少ROV水下事故(更安全)，不易与水下结构发生碰撞，减少经济损失。