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提出了一种新型水下球形机器人BYSQ-2的结构构型,其内部转向机构与螺旋桨推进器配合可完成基于惯性系的水下六自由度运动。由于外形的球对称性,BYSQ-2的运动方程较为简单,且流体动力学计算没有耦合项。由于配重在运动过程中绕水下球形机器人中心旋转,因此分别研究配重和其它部件的动力学特性,便于系统的建模分析和控制研究。 相似文献
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具备高速精准运动能力是球形机器人技术发展的重要方向。针对高速运动状态下外界扰动和系统抖振等因素对球形机器人精准直线运行产生的影响,开展面向高速直线运动的分数阶自适应分层积分滑模控制方法的研究。提出面向高速直线运动的球形机器人标准动力学模型并且以此作为控制方法的研究基础,将积分项和分数阶微积分项与分层滑模控制方法相结合,并且对高速运动过程中的未知扰动进行自适应评估和补偿,基于BYQ-GS高速运动球形机器人对该方法的控制效果展开验证。研究结果表明,在高速直线运动状态下,随着速度的增大,该控制方法能够有效提高系统响应速度、收敛速度、稳定性和鲁棒性,对球形机器人高速精准控制的实现有重要的意义。 相似文献
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以水下球形机器人BYSQ-2为研究对象,忽略水阻力矩对其球壳旋转的影响,分三种情形研究了配重转动时球壳的运动特性,并用Kane方法建立了动力学模型。在MATLAB中对所建立的动力学模型进行了仿真,仿真结果显示的球壳的旋转规律和运动特点如下:当短轴电机驱动时,球壳会向与配重旋转方向相反的方向旋转;当长轴电机驱动时,球壳的旋转不会改变推进器的推进方向,短轴的姿态会随着配重的旋转改变;短轴电机和长轴电机同时驱动,控制调节力矩输入,可使推进器的推进方向调节到任意方向。这些结果可作为进一步研究BYSQ-2的水下运动控制的理论基础。 相似文献
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提出了由内部配重转动机构改变姿态的水下球形机器人BYSQ-2型的结构设计与优化方法. 根据BYSQ-2型的构型方案与设计指标设计水下球形机器人的机械结构,在确定推进器的型号之后,首先根据海军部系数原则对导管内径尺寸进行优化设计;然后根据整体平衡原则进行结构对称性设计与配重质量优化设计;最后根据计算结果制作BYSQ-2型样机,样机水池实验结果表明其性能达到了设计要求. 相似文献
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介绍了一种新型内置姿态调节机构的水下球形机器人BYSQ-2的结构构型、工作原理和性能参数,并分析该机器人的动力学特性,最后研究了机器人外壳的姿态保持控制方法.BYSQ-2内部的双驱动转向机构与螺旋桨推进器配合,可完成水下空间六自由度运动;分别建立球壳和配重的动力学模型;基于流体动力学分析,建立球壳姿态保持控制模型,并将非线性控制模型近似线性化,然后用模糊自适应比例-积分-微分控制器(PID)方法控制配重的摆角,使球壳姿态保持稳定.仿真结果表明,该方法可获得良好的动、静性能,是一种简单有效的控制方法. 相似文献
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