[發明專利]一種水下機器人姿態控制方法、設備及存儲設備

有效

• 申請號: 201711225322.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108008733B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 丁華鋒;王靜婷;林可;張雄偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 42238 武漢知產時代知識產權代理有限公司
• 代理人: 龔春來

本發明提供了一種水下機器人姿態控制方法、設備及存儲設備，所述方法包括步驟：建立水下機器人的坐標系；以所述坐標系建立水下機器人電機布局方式；建立水下機器人的控制系統模型；設定所述控制系統模型中的傳遞函數及電機模型；進行坐標變換，建立世界坐標系和水下機器人坐標系的聯系；完成水下機器人的姿態控制。一種水下機器人姿態控制設備及存儲設備，用來實現所述方法。本發明在水下機器人受到擾動的情況下可以高效實時地對其姿態進行控制。

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，具體涉及一種水下機器人姿態控制方法、設備及存儲設備。

背景技術

水下機器人需要實現的兩項重要功能為：水下定點拍攝和水下定點采樣。這兩項功能的基礎在于，水下機器人能在水下復雜水流環境中實現姿態的穩定控制。因此，實現水下機器人在復雜水下工況中的姿態穩定就成為業界關注的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種水下機器人姿態控制方法、設備及存儲設備，在水下機器人受到擾動的情況下可以高效實時地對其姿態進行控制，從而有效解決上述技術問題。

本發明提供的技術方案是：一種水下機器人姿態控制方法，所述方法包括步驟：建立水下機器人的坐標系；以所述坐標系建立水下機器人電機布局方式；建立水下機器人的控制系統模型；設定所述控制系統模型中的傳遞函數及電機模型；進行坐標變換，建立世界坐標系和水下機器人坐標系的聯系；完成水下機器人的姿態控制。存儲設備，所述存儲設備存儲指令及數據用于實現所述一種水下機器人姿態控制方法。一種水下機器人姿態控制設備，所述設備包括處理器及所述存儲設備；所述處理器加載并執行所述存儲設備中的指令及數據用于實現所述的一種水下機器人姿態控制方法。

本發明的有益效果是：本發明提供了一種水下機器人姿態控制方法、設備及存儲設備，通過解耦式布局水下機器人電機獲得水下機器人各個軸的解耦控制方式，然后通過回歸擬合方式得到電機模型，再通過設定好的各種傳遞函數確定各部位輸入輸出關系，最后通過坐標變換將世界坐標系與機器人坐標系建立關系，從而在水下機器人受到擾動的情況下可以高效實時地對其姿態進行控制。

附圖說明

圖1是本發明實施例中水下機器人姿態控制方法的整體流程圖；

圖2是本發明實施例中水下機器人坐標系及電機布局示意圖；

圖3是本發明實施例中水下機器人姿態控制系統模型示意圖；

圖4是本發明實施例中電機占空比與力擬合示意圖；

圖5是本發明實施例中電機占空比與電機輸出力擬合曲線示意圖；

圖6是本發明實施例中坐標變換示意圖；

圖7是本發明實施例的硬件設備工作示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地描述，下文中提到的具體技術細節，如：方法，設備等，僅為使讀者更好的理解技術方案，并不代表本發明僅局限于以下技術細節。

本發明的實施例提供了一種水下機器人姿態控制方法、設備及存儲設備。請參閱圖1，圖1是本發明實施例中水下機器人姿態控制方法的整體流程圖，所述方法由硬件設備實現，具體步驟包括：

S101：建立水下機器人的坐標系，包括：移動坐標系，具體為：為x軸、y軸和z軸；旋轉坐標系，具體為：l軸、m軸和n軸。