基于MOOS和ELM的自主式水下機(jī)器人控制器設(shè)計(jì).pdf

1、如今，隨著自主式水下機(jī)器人(AUV)在海底資源探測(cè)和軍事科學(xué)范疇的廣泛應(yīng)用，AUV的智能化程度成為大家關(guān)注和研究的重要方面，決策控制是AUV智能化程度一方面的體現(xiàn)，是保證AUV成功完成作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要設(shè)計(jì)了一種基于ELM的PID控制器，能夠出色的完成控制AUV動(dòng)力系統(tǒng)的任務(wù)。
　　本文首先介紹了AUV在國內(nèi)外的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)魚雷形AUV的體系結(jié)構(gòu)，接著重點(diǎn)介紹了本文研究采用的基于行為的反應(yīng)式?jīng)Q策控制系統(tǒng)。我們按照行為將將A

2、UV的決策控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分:理性行為子系統(tǒng)和感性行為子系統(tǒng)。理性行為智能化程度高，算法復(fù)雜，感性行為是AUV對(duì)外界的感知反應(yīng)，算法簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性高，理性行為集構(gòu)成了理性行為子系統(tǒng)，感性行為集構(gòu)成了感性行為子系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)共同合作，互相補(bǔ)充，保證AUV優(yōu)異得完成規(guī)定任務(wù)。
　　其次本文介紹了MOOS(The Mission Oriented Operating Suite)體系結(jié)構(gòu)，MOOS體系結(jié)構(gòu)的三個(gè)顯著特點(diǎn):模塊化、分布式

3、、星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文的研究的魚雷形AUV軟件系統(tǒng)是以MOOS體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，根據(jù)MOOS模塊化設(shè)計(jì)，代碼復(fù)用性好，擴(kuò)展性高的特點(diǎn)，根據(jù)作業(yè)需要搭載了多個(gè)功能模塊，重點(diǎn)介紹了多普勒計(jì)程儀(DVL)傳感器模塊的開發(fā)實(shí)例和基于ELM的PID控制模塊。
　　最后，極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)是一種新型的單隱含層前反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具備學(xué)習(xí)速率高，訓(xùn)練效果好等優(yōu)勢(shì)，本文提出的基于的ELM的PID控制器，能夠?qū)ふ业阶顑?yōu)的控制系數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)AUV更精確