优秀论文推荐|山东交通学院:水下打捞机器人执行器部分失效的有限时间轨迹跟踪控制

企业   教育   2024-12-11 22:10   湖北  


在现代海洋工程中,水下打捞机器人扮演着越来越重要的角色,尤其是在复杂的深海环境中。这篇文章探讨了一种新技术,旨在解决水下打捞机器人在执行器部分失效时的轨迹跟踪问题。执行器是机器人运动的关键部件,但在实际操作中,供电不足或电路腐蚀等问题可能导致这些部件失效。


为了应对这一挑战,研究者们提出了一种结合了终端滑模观测器和容错控制的控制方案。终端滑模观测器能够实时监测和估计系统中的不确定扰动,从而帮助机器人在面对外界干扰时保持稳定的运动轨迹。同时,容错控制技术允许机器人在部分执行器失效的情况下,依然能够调整自身的运动,确保任务的顺利完成。


实验结果表明,这种新方法显著降低了水下打捞机器人的稳态时间,使其在执行复杂任务时更加高效和可靠。通过这种技术,水下机器人能够在极端条件下继续工作,提升了打捞作业的安全性和成功率。这项研究不仅为水下机器人技术的发展提供了新的思路,也为未来的海洋探索与资源回收开辟了更广阔的前景。


论文推荐

水下打捞机器人执行器部分失效的有限时间轨迹跟踪控制

张强, 姜宇桉, 郭高阳, 张燕

中国舰船研究, 2024, 19(5)


本文引用地址(点击可阅读全文)张强, 姜宇桉, 郭高阳, 等. 水下打捞机器人执行器部分失效的有限时间轨迹跟踪控制[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(5): 57–64. 


● 论文主要内容


1.研究背景与目的:

o 针对水下打捞机器人在船载供电电压降低或控制系统电路腐蚀等原因导致的执行器部分失效问题,提出解决方案。
o 考虑深海鱼雷、载货沉船等工程打捞作业中复杂海洋情况的影响。


2. 研究方法:

o 使用终端滑模观测器观测系统不确定扰动。
o 结合容错控制和有限时间控制方法,在线估计执行器故障系数。
o 设计具有终端滑模观测器的有限时间轨迹跟踪容错控制方案。


3. 研究结果:

o 控制方案使系统输出平滑、稳定,且能快速到达期望轨迹。
o 与传统容错控制方案相比,降低了水下打捞机器人控制系统的稳态时间。


4. 研究结论:

o 提出的控制方案能够为水下工程机械的轨迹跟踪控制提供理论参考,并具有实际的工程意义。

水下打捞机器人空间建模



获取更多精彩内容,请点击以下原文链接查看

水下打捞机器人执行器部分失效的有限时间轨迹跟踪控制

http://www.ship-rese‍arch.com/cn/article/doi/10.19693/j.issn‍.1673-3185.03430



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