基于四元数反馈的UVMS滑模控制器设计

杜晓玮; 侯冬冬; 王红都; 黎明

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基于四元数反馈的UVMS滑模控制器设计

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随着水下机器人-机械手系统(UVMS)向轻量化、敏捷化方向发展,对高精度水下姿态控制的需求日益突出.传统方法多使用欧拉角表示姿态,其在特殊姿态下求运动学逆解会产生奇异,不能满足特殊姿态作业的要求.因此,文中采用四元数表示水下机器人本体姿态,建立基于四元数的运动学模型,避免了欧拉角的万向锁问题.同时,进一步构建了UVMS的动力学模型,构造基于四元数误差的滑模面,设计了位置、姿态滑模控制器,并通过广义Lyapunov理论分析了系统的稳定性.为了实现更好的控制效果,利用时间误差绝对值函数设计适应度函数,采用遗传算法优化了控制器参数.仿真结果验证了控制器的有效性.

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来源
《鱼雷技术》 |2021年第4期|407-414|共8页
作者
杜晓玮; 侯冬冬; 王红都; 黎明;
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作者单位

中国海洋大学工程学院山东青岛 266100;

河南省水下智能装备重点实验室河南郑州 450015;

中国海洋大学工程学院山东青岛 266100;

山东省海洋智能装备技术工程研究中心山东青岛 266100;

中国海洋大学工程学院山东青岛 266100;

山东省海洋智能装备技术工程研究中心山东青岛 266100;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械手;
关键词
水下机器人-机械手系统; 四元数反馈; 滑模控制; 遗传算法; 参数优化;

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