一种AUV并联型矢量推进机构的姿态控制算法

一种AUV并联型矢量推进机构的姿态控制算法

论文摘要

为克服一些AUV矢量推进方式存在的作动器外置、自由度冗余等缺点,提出一种基于少自由度并联机构、作动器内部布置、满足两自由度矢量推进的结构方案.方案采用RS+2PRS并联机构作为AUV推进系统的主体结构,并联机构的固定平台与AUV的尾部舱壁固联、机构的运动平台安装螺旋桨等推进器,将驱动部件和动力输入单元内置于AUV舱体内部,结构紧凑,刚度性能好,便于推进系统的密封与防护;通过推进机构的运动参数解耦分析可知,该推进机构的自由度为2,独立运动参数为螺旋桨安装平台的进动角和章动角;可以采用两个移动副构件作为机构的驱动输入,建立推进机构欧拉姿态角与两路驱动参数之间的非线性映射模型;利用MATLAB和ADAMS的联合仿真分析,并搭建实物装置实现了螺旋桨姿态角的快速调整,从而实现AUV航向角和俯仰角的改变.研究结果表明,该型两自由度推进机构结构可行,姿态控制算法正确有效,可以有效提升AUV的水下机动性和工作效能,为后续两自由度矢量推进机构的工程化应用奠定理论基础.

论文目录

  • 1 矢量推进机构的结构设计
  • 2 推进机构的运动参数分析
  • 3 推进机构姿态控制算法
  • 4 模拟仿真分析
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王瑞,吕建良,钟诗胜,屈华伟,王君,陈选

    关键词: 矢量推进,少自由度并联机构,独立参数,结构设计,控制算法

    来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 船舶工业

    单位: 哈尔滨工业大学(威海)船舶与海洋学院

    基金: 国家自然科学基金(51205088),山东省自然科学基金(ZR2017MEE062)

    分类号: U674.941

    页码: 1-5

    总页数: 5

    文件大小: 691K

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