深海集礦機(jī)路徑控制系統(tǒng)研究.pdf

1、深海底礦產(chǎn)資源的開發(fā)現(xiàn)已初露端倪，它在滿足未來資源需求方面日漸重要。世界各國都在加緊對深海開采技術(shù)進(jìn)行研究，為海洋經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來做技術(shù)儲(chǔ)備。集礦機(jī)是深海采礦系統(tǒng)最為關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一，提高其自動(dòng)控制性能對提高整個(gè)采礦系統(tǒng)的集礦效率和工作可靠性具有重要的意義。 本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)一種能夠滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求和深海作業(yè)特點(diǎn)的路徑控制系統(tǒng)，使集礦機(jī)按照預(yù)定路徑進(jìn)行采礦作業(yè)。針對深海集礦機(jī)電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，建立了液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。依據(jù)集礦機(jī)行走的特

2、點(diǎn)，提出了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并對路徑控制問題進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述。通過坐標(biāo)變換，將路徑控制問題轉(zhuǎn)換為一個(gè)非線性系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題，從而可以利用基于Lyapunov方法的反演控制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)。考慮到集礦機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和海底的復(fù)雜情況，采用了速度限制策略。 運(yùn)用MATLAB/Simulink平臺(tái)，對路徑控制器進(jìn)行了仿真研究。分別給定不同的初始位姿，進(jìn)行了圓軌跡的仿真。考慮到海底強(qiáng)烈的擾動(dòng)，將高斯噪聲引入到系統(tǒng)，以檢驗(yàn)系統(tǒng)的抗干擾能力。為檢驗(yàn)反演控