自主式水下机器人试验平台研制与实验研究.doc

2007 年 2 月 　　　 　　　　 　　J o ur nal of Ha r bi n Engi neeri ng U nive r sit y 　　 　 　 　　　　　　　Feb. 2007 自主式水下机器人试验平台研制与实验研究 徐建安 ,王玉甲 ,张铭钧 (哈尔滨工程大学 机电工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001) 摘 　要 :为了进行自主式水下机器人智能行为的研究 ,自行研制了“海狸”水下机器人试验平台. 介绍了“海狸”水下 机器人的系统结构 ,在分析推进器性能的基础上 ,通过数字罗盘 、加速度计以及深度计等传感器获得的运行速度 、角 速度等位姿信息 ,建立了水下机器人前向运动模型 ,进行了水下机器人运动控制与状态监测系统的实验研究. 水池 实验结果表明 “, 海狸”水下机器人可实现自主式水下机器人的基本运动控制 ,所建立的水下机器人前向运动模型能 够描述水下机器人试验平台的动态行为 ,状态监测算法能够识别水下机器人的典型故障 ,从而验证了所提算法的有 效性 ,同时也验证了作为水下机器人智能行为研究载体的试验平台的有效性和可行性. 关键词 :水下机器人 ;智能行为 ;系统结构 ;模型辨识 ;状态监测 中图分类号 : T P312 　文献标识码 : A 　文章编号 :100627043 (2007) 0220212206 Development and experiment of an a utonomous under water vehicle test2bed XU J ia n2a n , WA N G Yu2jia , Z H A N G Mi ng2j u n ( College of Mecha nical and Elect rical Engi neering , Har bin Engineering U niver sit y , Har bin 150001 , China) Abstract :A n a uto no mo u s unde rwat er ve hicle ( A U V) t e st2be d na me d“Bea ve r”i s develop ed to e st a bli sh t he t ec h nique s t hat realize i nt elli ge nt be ha vio r s of A U V . Thi s p ap er i nt ro duce s t he syst e m st r uct ure of“Bea2 ve r”i n det ail s. A nd o n t he ba si s of a nal yzi ng p rop elle r s’p e rfo r ma nce , a n A U V dyna mical mo del i s built wit h t he si gnal s of di git al co mp a ss , 32a xi s accelerato r a nd dep t h se n so r . The mo tio n co nt rol a nd co nditio n mo nito ri ng al go rit h ms a re al so p ro gra mmed to realize a uto no mo u s mo tio n co nt rol of t he A U V . Te st s i n pool sho w t hat t he dyna mical mo del ca n c ha ract e r t he dyna mic s of t he A U V t e st2be d , t he A U V t ypical f a ult s ca n be di sti ngui she d f ro m no r mal st at e s , a nd t he co st2eff ective t e st2be d fo r realizi ng i nt elli ge nt be2 ha vio r s i s f ea si ble . Key words :a uto no mo u s u nde r wat er ve hicle ; i nt ellige nt be ha vio r s ; syst e m st r uct ure ; mo del i de ntificatio n ; co nditio n mo nito ri ng 　　随着海洋开发进程的加快 ,作为探索水下未知 环境和执行特定任务的水下机器人研究也受到了众 多