微小型水下机器人运动仿真研究
微小型水下机器人具有体积小、阻力低、机动灵活、成本低、可批量生产、搭载方便的特点，它非常适合发展成为一种无人化、智能化的水下装备。而建立一个准确的六自由度运动的数学模型是计算机仿真时对其进行比较准确地描述和对运动状态进行仿真研究的关键，是微小水下机器人完成预期任务和水下作业的前提与保证。
论文以某水下机器人为研究对象，将MIT的硕士生Timothy Prestero提出的基于REMUS水下机器人的仿真数学模型的舵力(矩)和螺旋桨推力(矩)的计算方法进行了修正，得到了修正的REMUS仿真模型。然后将此修正的REMUS模型运用到某水下机器人上，使用该水下机器人的各参数及数据，基于垂直面下潜运动、水平面全回转运动、水平面Z型运动、垂直面梯形运动和空间定常螺旋下潜等五种机器人的典型运动，对机器人进行了仿真分析。
此外，本文将修正的REMUS模型和“MAUV-Ⅱ”模型进行对比，分析两者的相同之处和不同之处，对非线性运动方程和水动力(矩)的区别进行了详细说明。并基于五种典型的运动(垂直面下潜运动、水平面全回转运动、水平面Z型运动、垂直面梯形运动和空间定常螺旋下潜运动)来对比分析两个数学模型的仿真结果，力求建立更精确和符合某水下机器人实际运动情况的仿真模型。
最后，针对某水下机器人进行了相应的操纵性试验，包括包括全回转运动、垂直面下潜和垂直面梯形运动的操纵性试验，利用各个航速，各个舵角的试验结果与仿真结果进行比较，分析机器人在各种条件下的运动规律及验证基于两种模型的仿真结果的准确性。
水下机器人;数学模型;运动仿真;操纵性
哈尔滨工程大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
庞硕
2012
中文
TP242.3;TP391.9
100
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）