觀測型水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)及其慣性導(dǎo)航方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)和利用海洋的時(shí)代。作為用在一般潛水技術(shù)不可能達(dá)到的深度進(jìn)行各種綜合考察和研究的水下機(jī)器人，一直受到廣泛的關(guān)注與研究。水下機(jī)器人的研制屬于一個龐大的系統(tǒng)化工程，導(dǎo)航定位系統(tǒng)便屬于里面的關(guān)鍵技術(shù)之一，它直接影響著水下機(jī)器人的工作性能。 本文結(jié)合課題背景，進(jìn)行了觀測型水下機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，并在此基礎(chǔ)上對其導(dǎo)航定位技術(shù)展開研究。研究結(jié)果表明捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為一種適合此類型機(jī)器人的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

2、 本文共分六章： 第一章概述了國內(nèi)外水下機(jī)器人的發(fā)展和研究狀況，介紹了常用的水下機(jī)器人導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，最后提出了本論文的研究目的、意義和主要內(nèi)容。 第二章結(jié)合水下機(jī)器人的設(shè)計(jì)原則以及成功設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，完成了觀測型水下機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出采用分層框架式主體結(jié)構(gòu)，4+1格式的推進(jìn)器布局來完成機(jī)器人運(yùn)動的設(shè)計(jì)方案，并細(xì)化了各個關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)研究。 第三章主要針對用于水下機(jī)器人的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)

3、，展開了具體的導(dǎo)航算法的比較研究。然后針對整個捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，使用Matlab語言編制了從軌跡生成、到慣導(dǎo)解算處理的仿真模塊，驗(yàn)證了慣導(dǎo)算法的導(dǎo)航功能。 第四章根據(jù)相應(yīng)的慣導(dǎo)算法，結(jié)合實(shí)際的慣性器件，利用LabView軟件編制了用于水下機(jī)器人慣導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理軟件。實(shí)驗(yàn)表明在現(xiàn)有的軟硬件環(huán)境下，慣導(dǎo)系統(tǒng)能很好的跟蹤機(jī)器人的姿態(tài)運(yùn)動。 第五章對導(dǎo)航過程中出現(xiàn)的誤差現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并研究了器件誤差對于導(dǎo)航精度的影響。針對水下機(jī)