多波动鳍仿生水下机器人控制系统设计

摘要

论文介绍了一种基于多波动鳍组合推进的新型仿生水下机器人，主要研究了该机器人的控制系统没计问题。针对其结构特点和动力学特性，首先提出三层控制系统分层结构分别处理机器人运动与姿态控制、多鳍协同波动控制与仿生鳍波动运动控制三个层级的控制问题，并且根据控制目标的不同，将运动与姿态控制层级设计为双环控制系统。航速、航向与俯仰控制作为基本通道处于控制内环，控制任务分解模块作为控制外环将非基本通道的控制目标转化或分解为基本通道的控制目标。最后采用模糊自适应PID控制策略对航速、航向与俯仰三个基本通道进行非耦合分离设计，并通过仿真对论文提出的控制系统结构和控制策略的有效性进行了初步验证。