基于喷水推进的水下清污机器人设计与轨迹跟踪

摘要

本文设计了一种新型水下清污机器人系统进行导管架平台清污作业,从而降低人员工作强度、提高工作效率.该机器人采用双抱臂结构作为工作定位系统,以解决传统真空吸附易失效的问题.利用清污作业的高压水射流用于喷水推进系统,降低了传统水下机器人的高压输电要求.在考虑水下机器人的非线性水动力分析结果基础上,建立了该系统的运动分析计算模型,并基于模型反馈线性化,分别建立了PID和LQR控制策略下的位姿控制系统.通过数值模拟分析了在海流作用条件下,无推力约束条件、有推力约束条件以及系统建模误差下,两种控制器的控制效果.结果表明相比传统PID控制器,反馈线性化LQR控制器能更好地实现控制目标.