[发明专利]一种ROV水下机器人悬浮姿态稳定控制方法

摘要

本发明提供了一种ROV水下机器人悬浮姿态稳定控制方法，采用对水下机器人模型的机体姿态与机体深度及机体平面移动与机体姿态进行分离控制的方法，并分别在水下机器人框架结构内建立数学模型，利用传感器对水下机器人的机体状态进行检测，并反馈机体姿态的欧拉角与机体位置参数，与期望的机体姿态的欧拉角与机体位置参数进行做差处理，通过双闭环控制算法对机体位置和姿态的误差进行调节，继而对水下机器人的推进器转速进行控制，最终实现在水下复杂扰动的环境下水下机器人依然能够维持姿态的稳定控和运动到期望位置的控制，以确保水下机器人能够在水下顺利的执行规定动作，并完成水下目标任务。

主权项

1.一种ROV水下机器人悬浮姿态稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立水下机器人的姿态数学模型和深度数学模型；本步骤对水下机器人模型在翻滚角Φ、俯仰角Θ的机体姿态与在Z轴向的深度及在X轴向、Y轴向的机体平面移动与在偏航角Ψ的机体姿态进行分离控制，并分别建立数学模型；步骤二、给定水下机器人机体的在翻滚角Φd、俯仰角Θd、偏航角Ψd的期望姿态稳定参数和在深度Zd的期望深度值；步骤三、采用传感器对水下机器人在翻滚角Φ、俯仰角Θ、偏航角Ψ的机体姿态和在深度Z的深度状态的信息进行采集；步骤四、将水下机器人机体的期望姿态稳定参数和期望深度值与传感器采集到的机体状态的反馈数据进行对比；步骤五、对水下机器人的机体姿态和深度状态的控制，加入双闭环PID算法进行调节；步骤六、根据步骤一中的水下机器人的姿态数学模型和深度数学模型，对内环PID输出项进行力学模型处理；步骤七、根据力学模型处理的输出转速参数对水下机器人垂直方向推进器进行油门控制；步骤八、判断是否满足水下机器人的机体期望姿态和深度状态，判断结果成立，则执行步骤九，否则执行步骤四；步骤九、达到机器人机体在水下的期望姿态稳定参数和期望深度值。