一种变结构水下机器人游走模式运动控制方法和系统

专利申请号：CN202310852073.2

公 开 号：CN116736721A

发 明 人：曹翔 孙长银 穆朝絮 王雪娆 

代 理 人：南京有岸知识产权代理事务所(特殊普通合伙)王磊

代理机构：南京有岸知识产权代理事务所(特殊普通合伙)

专利类型：发明专利

申 请 日：20230912

公 开 日：20230712

专利主分类号：G05B13/04

关 键 词：水下机器人 壁面 控制模型 翻转角 平行角 阈值时 推进器 垂面 方向施加推力 大地坐标系 动力学模型 级联控制器 模糊控制器 安全作业 工程需求 模式运动 水下作业 位姿控制 转速控制 作业模式 变结构 航行器 机身 滑模 吸附 爬行 近似 平行 期望 保证 

摘      要：本发明公开了一种变结构水下机器人游走模式运动控制方法和系统，包括根据水下机器人动力学模型得到大地坐标系下的横垂面控制模型；基于横垂面控制模型，水下机器人进行游走作业和爬行作业模式切换：当翻转角与作业壁面平行角的偏差大于等于阈值时，采用模糊控制器对水下机器人推进器进行转速控制；当翻转角与作业壁面平行角的偏差小于阈值时，采用生物启发反步滑模级联控制器对水下机器人进行位姿控制；在达到与壁面近似平行的期望角度时，水下机器人推进器对机身深度方向施加推力，直至航行器吸附与壁面。能够有效的进行水下机器人水下作业方式间的切换，既能保证水下机器人安全作业又能符合工程需求。