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复杂构型水下作业机器人水动力导数辨识研究
1
作者
何丽思
刘鲲
陈超核
《舰船科学技术》
北大核心
2025年第5期68-75,共8页
水下作业机器人一般结构复杂,其水动力模型往往具有高度非线性。为建立水下作业机器人的精确运动模型,首先基于黏流理论采用CFD软件STAR-CCM+对复杂构型水下作业机器人开展直航运动、斜航运动和平面运动机构运动模拟,得到水下作业机器...
水下作业机器人一般结构复杂,其水动力模型往往具有高度非线性。为建立水下作业机器人的精确运动模型,首先基于黏流理论采用CFD软件STAR-CCM+对复杂构型水下作业机器人开展直航运动、斜航运动和平面运动机构运动模拟,得到水下作业机器人简单运动下各自由度上的水动力和力矩;然后针对不同的水动力导数型式,采用最小二乘法进行水动力导数辨识;最后,基于CFD软件计算的水下作业机器人二维回转运动的水动力计算结果,探讨不同水动力导数型式下复杂构型水下作业机器人水动力模型的精确性。本文可对复杂构型水下作业机器人的水动力导数型式选择和计算提供参考,并为其操纵性预报奠定基础。
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关键词
复杂构
型
水下
作业
机器人
水动力系数
PMM运动
曲线拟合
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职称材料
腹部作业型水下机器人控制系统研制
被引量:
18
2
作者
张玮康
王冠学
+2 位作者
徐国华
刘畅
申雄
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017年第2期124-132,共9页
[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成...
[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。
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关键词
腹部作业型水下遥控机器人
控制系统
PC104
H∞鲁棒控制
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职称材料
作业型遥控水下运载器的多变量backstepping鲁棒控制
被引量:
11
3
作者
朱康武
顾临怡
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第10期1441-1446,共6页
针对作业型遥控水下运载器(ROV)存在复杂外干扰、参数不确定性以及强非线性耦合的特性,提出了作业型ROV的多变量backstepping控制方法.使用Lyapunov稳定性分析方法,证明了当存在系统参数不确定性和未知常值外干扰的情况时,系统的局部渐...
针对作业型遥控水下运载器(ROV)存在复杂外干扰、参数不确定性以及强非线性耦合的特性,提出了作业型ROV的多变量backstepping控制方法.使用Lyapunov稳定性分析方法,证明了当存在系统参数不确定性和未知常值外干扰的情况时,系统的局部渐近稳定性,以及跟踪误差的局部渐近收敛性.针对作业型ROV在动力定位时的特点,得到了系统动力定位时的四自由度简化模型.仿真结果表明,所提出的多变量backstepping鲁棒控制器具有比常规PID控制器更好的控制品质和鲁捧性能.
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关键词
BACKSTEPPING控制
多变量控制
鲁棒控制
动力定位
作业
型
遥控
水下
运载器
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职称材料
一种先进的轻型水下机器人——金鱼Ⅲ号
4
作者
封锡盛
关玉林
周纯祥
《海洋工程》
CSCD
北大核心
1993年第2期73-80,共8页
本文叙及一种新的轻型水下机器人(亦称无人遥控潜水器或ROV)——金鱼Ⅱ号。概要地描述了它的主要技术特点,系统总体结构,简要工作原理,及其适用范围。文中以在丰满电站进行实际作业为例,说明了该型水下机器人的应用前景。
关键词
水下
机器人
总体结构
脐带电缆
航向角
潜水员
作业
文叙
遥控
潜水器
深度传感器
潜水员安全
主要技术特点
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职称材料
基于NDO的ROV滤波反步轨迹跟踪控制
被引量:
5
5
作者
魏延辉
贾献强
+1 位作者
高延滨
王毅
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期112-119,共8页
针对作业型遥控水下机器人(ROV)在轨迹跟踪过程中存在模型非线性、强耦合、模型参数不确定和外界干扰不确定等问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的滤波自适应反步控制策略。使用NDO观测模型的不确定性和外界干扰,通过指令滤波器...
针对作业型遥控水下机器人(ROV)在轨迹跟踪过程中存在模型非线性、强耦合、模型参数不确定和外界干扰不确定等问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的滤波自适应反步控制策略。使用NDO观测模型的不确定性和外界干扰,通过指令滤波器避免了直接对虚拟控制量解析求导的过程,利用自适应律补偿观测器观测残量。通过Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差系统的渐进稳定。仿真实验表明,设计的控制器能够实现精确的轨迹跟踪,具有较好的鲁棒特性。
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关键词
作业
型
遥控
水下
机器人
轨迹跟踪
非线性干扰观测器
指令滤波器
自适应反步控制
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职称材料
驰骋在深海大洋的“黑马”
6
作者
廖静
《海洋与渔业》
2019年第5期47-49,共3页
"海马"号深海遥控水下机器人"海马"号深海遥控水下机器人是"863"计划海洋技术领域"4500米级深海作业系统"重点项目的研制成果,也是我国"十二五"深海技术装备重大科研成果,实现了我...
"海马"号深海遥控水下机器人"海马"号深海遥控水下机器人是"863"计划海洋技术领域"4500米级深海作业系统"重点项目的研制成果,也是我国"十二五"深海技术装备重大科研成果,实现了我国在大深度无人遥控潜水器自主研发领域零的突破。
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关键词
深海大洋
遥控
水下
机器人
无人
遥控
潜水器
作业
系统
海洋技术
科研成果
技术装备
自主研发
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职称材料
题名
复杂构型水下作业机器人水动力导数辨识研究
1
作者
何丽思
刘鲲
陈超核
机构
华南理工大学土木与交通学院
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2025年第5期68-75,共8页
基金
广东省重点领域研发计划(第六批)项目(2020B1111010001)。
文摘
水下作业机器人一般结构复杂,其水动力模型往往具有高度非线性。为建立水下作业机器人的精确运动模型,首先基于黏流理论采用CFD软件STAR-CCM+对复杂构型水下作业机器人开展直航运动、斜航运动和平面运动机构运动模拟,得到水下作业机器人简单运动下各自由度上的水动力和力矩;然后针对不同的水动力导数型式,采用最小二乘法进行水动力导数辨识;最后,基于CFD软件计算的水下作业机器人二维回转运动的水动力计算结果,探讨不同水动力导数型式下复杂构型水下作业机器人水动力模型的精确性。本文可对复杂构型水下作业机器人的水动力导数型式选择和计算提供参考,并为其操纵性预报奠定基础。
关键词
复杂构
型
水下
作业
机器人
水动力系数
PMM运动
曲线拟合
Keywords
remotely operated vehicle with complex configuration
hydrodynamic coefficients
PMM motion
curve ftting
分类号
U664 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
腹部作业型水下机器人控制系统研制
被引量:
18
2
作者
张玮康
王冠学
徐国华
刘畅
申雄
机构
华中科技大学船舶与海洋工程学院
武汉第二船舶设计研究所
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017年第2期124-132,共9页
文摘
[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。
关键词
腹部作业型水下遥控机器人
控制系统
PC104
H∞鲁棒控制
Keywords
abdominal operating ROV
control system
PC104
H-infinity robust control
分类号
U674.941 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作业型遥控水下运载器的多变量backstepping鲁棒控制
被引量:
11
3
作者
朱康武
顾临怡
机构
浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第10期1441-1446,共6页
基金
国家"863"计划资助项目(2008AA092301-3
2006AA09Z202)
浙江省重人科技专项和优先主题重点资助项目(2006C13088)
文摘
针对作业型遥控水下运载器(ROV)存在复杂外干扰、参数不确定性以及强非线性耦合的特性,提出了作业型ROV的多变量backstepping控制方法.使用Lyapunov稳定性分析方法,证明了当存在系统参数不确定性和未知常值外干扰的情况时,系统的局部渐近稳定性,以及跟踪误差的局部渐近收敛性.针对作业型ROV在动力定位时的特点,得到了系统动力定位时的四自由度简化模型.仿真结果表明,所提出的多变量backstepping鲁棒控制器具有比常规PID控制器更好的控制品质和鲁捧性能.
关键词
BACKSTEPPING控制
多变量控制
鲁棒控制
动力定位
作业
型
遥控
水下
运载器
Keywords
backstepping control
multivariable control
robust control
dynamic positioning
work-class remotely operated vehicle
分类号
U674.941 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
一种先进的轻型水下机器人——金鱼Ⅲ号
4
作者
封锡盛
关玉林
周纯祥
机构
中国科学院沈阳自动化研究所
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
1993年第2期73-80,共8页
文摘
本文叙及一种新的轻型水下机器人(亦称无人遥控潜水器或ROV)——金鱼Ⅱ号。概要地描述了它的主要技术特点,系统总体结构,简要工作原理,及其适用范围。文中以在丰满电站进行实际作业为例,说明了该型水下机器人的应用前景。
关键词
水下
机器人
总体结构
脐带电缆
航向角
潜水员
作业
文叙
遥控
潜水器
深度传感器
潜水员安全
主要技术特点
分类号
P75 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
基于NDO的ROV滤波反步轨迹跟踪控制
被引量:
5
5
作者
魏延辉
贾献强
高延滨
王毅
机构
哈尔滨工程大学自动化学院
重庆前卫科技集团有限公司
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期112-119,共8页
基金
国家自然科学基金(51205074)
中国国家科学技术部国际科技合作项目(2014DFR10010)
+1 种基金
高等学校博士点基金项目(20112304120007)
中央高校基本科研业务费(HEUCF160403)项目资助
文摘
针对作业型遥控水下机器人(ROV)在轨迹跟踪过程中存在模型非线性、强耦合、模型参数不确定和外界干扰不确定等问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的滤波自适应反步控制策略。使用NDO观测模型的不确定性和外界干扰,通过指令滤波器避免了直接对虚拟控制量解析求导的过程,利用自适应律补偿观测器观测残量。通过Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差系统的渐进稳定。仿真实验表明,设计的控制器能够实现精确的轨迹跟踪,具有较好的鲁棒特性。
关键词
作业
型
遥控
水下
机器人
轨迹跟踪
非线性干扰观测器
指令滤波器
自适应反步控制
Keywords
work-class remotely operated vehicle(ROV)
path tracking
nonlinear disturbance observer(NDO)
command filter
adaptive backstepping control
分类号
TH39 [机械工程—机械制造及自动化]
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
驰骋在深海大洋的“黑马”
6
作者
廖静
机构
<海洋与渔业>
出处
《海洋与渔业》
2019年第5期47-49,共3页
文摘
"海马"号深海遥控水下机器人"海马"号深海遥控水下机器人是"863"计划海洋技术领域"4500米级深海作业系统"重点项目的研制成果,也是我国"十二五"深海技术装备重大科研成果,实现了我国在大深度无人遥控潜水器自主研发领域零的突破。
关键词
深海大洋
遥控
水下
机器人
无人
遥控
潜水器
作业
系统
海洋技术
科研成果
技术装备
自主研发
分类号
P744.3 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
复杂构型水下作业机器人水动力导数辨识研究
何丽思
刘鲲
陈超核
《舰船科学技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
腹部作业型水下机器人控制系统研制
张玮康
王冠学
徐国华
刘畅
申雄
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017
18
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职称材料
3
作业型遥控水下运载器的多变量backstepping鲁棒控制
朱康武
顾临怡
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
11
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
一种先进的轻型水下机器人——金鱼Ⅲ号
封锡盛
关玉林
周纯祥
《海洋工程》
CSCD
北大核心
1993
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
基于NDO的ROV滤波反步轨迹跟踪控制
魏延辉
贾献强
高延滨
王毅
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
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职称材料
6
驰骋在深海大洋的“黑马”
廖静
《海洋与渔业》
2019
0
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职称材料
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