小型无人有缆遥控水下机器人智能控制方法 被引量：5

1

作者 黄兆军 曾明如 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第7期34-38,53,共6页

针对深度确定性策略梯度(DDPG)算法应用于无人有缆遥控水下机器人(ROV)运动控制时存在的坏样本影响学习稳定性、缺少环境探索能力以及学习时间长难收敛等问题,从神经网络结构、噪声引入和融合监督学习3个方面对DDPG算法进行改进,并提出... 针对深度确定性策略梯度(DDPG)算法应用于无人有缆遥控水下机器人(ROV)运动控制时存在的坏样本影响学习稳定性、缺少环境探索能力以及学习时间长难收敛等问题,从神经网络结构、噪声引入和融合监督学习3个方面对DDPG算法进行改进,并提出了基于混合神经网络结构和参数噪声的监督式DDPG算法。仿真结果表明,监督式DDPG算法比常规DDPG算法和传统比例-积分-微分(PID)算法更加有效。 展开更多

关键词 深度确定性策略梯度算法 混合神经网络 参数噪声 监督学习 无人有缆遥控水下机器人 运动控制

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遥控水下机器人(ROV)分布式控制体系结构 被引量：1

2

作者 谢俊元 《船舶力学》 EI 1997年第2期61-70,共10页

本文阐述了我国自行研制的600米水深作业型缆控水下机器人（ROV）Bitbus（位总线）分布式控制系统的硬件结构和软件体系。本遥控水下机器人（ROV）经水池及海上试验，技术性能指标完全达到研制要求。它的航行性能及作业能力达到或超过... 本文阐述了我国自行研制的600米水深作业型缆控水下机器人（ROV）Bitbus（位总线）分布式控制系统的硬件结构和软件体系。本遥控水下机器人（ROV）经水池及海上试验，技术性能指标完全达到研制要求。它的航行性能及作业能力达到或超过了国际同类产品。位总线分布式控制系统的采用大大增强了显控系统的能力． 展开更多

关键词 rov 分布式控制系统 水下遥控设备 硬件软件

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ROV搭载光纤水听器水下搜寻技术应用验证

3

作者 刘雨 唐继蔚 赵二刚 《海洋测绘》 北大核心 2025年第3期41-45,共5页

针对海上失事飞机和船舶黑匣子的快速搜寻与打捞需求,基于一种新研发的深海光纤水听器原理样机及其小体积、低功耗、高耐压的技术特点,开展了遥控水下机器人(ROV)搭载光纤水听器进行水下声信标搜寻定位的应用技术研究。通过湖试验证了... 针对海上失事飞机和船舶黑匣子的快速搜寻与打捞需求,基于一种新研发的深海光纤水听器原理样机及其小体积、低功耗、高耐压的技术特点,开展了遥控水下机器人(ROV)搭载光纤水听器进行水下声信标搜寻定位的应用技术研究。通过湖试验证了该技术具有良好的探测能力和整体性能,实现了对模拟目标3km以上及3°以内的定位精度,为深海黑匣子的搜寻与打捞提供了一种高效、灵活的解决途径,对后续相关工程的实际应用具有重要的指导价值。 展开更多

关键词 光纤水听器 遥控水下机器人 水下搜寻 水下定位 应用验证

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控制动作下带缆遥控水下机器人的水动力特性 被引量：10

4

作者 吴家鸣 崔寅 +2 位作者 邓威 伍力 马志权 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期150-157,共8页

首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转... 首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转速之间的相互关系进行辨识和换算;在此基础上构建了一个完整的、包括模糊神经控制器、机器人水动力数学模型以及推进力和转速换算模块的带缆遥控水下机器人控制系统;最后,在考虑系统各部分间相互影响的前提下进行了水动力特性的整体分析和计算.数值计算结果表明,所建立的控制系统可以对带缆遥控水下机器人进行有效的轨迹和姿态控制,文中方法可以从整体的角度分析一定控制动作下水下机器人的水动力响应. 展开更多

关键词 带缆遥控水下机器人 水动力特性 模糊神经网络 轨迹控制 姿态控制 数值计算

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可容错的遥控水下机器人递归神经网络控制 被引量：5

5

作者 姜述强 金鸿章 魏凤梅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期57-63,共7页

针对遥控水下机器人(ROV)需要长时间稳定可靠工作的问题,提出递归模糊神经网络及可容错分配推力的控制方法.使用扩展函数链改进递归模糊神经网络控制器,提高了控制器对机器人非线性特性的识别和处理能力;基于反向梯度传播原理,由能量函... 针对遥控水下机器人(ROV)需要长时间稳定可靠工作的问题,提出递归模糊神经网络及可容错分配推力的控制方法.使用扩展函数链改进递归模糊神经网络控制器,提高了控制器对机器人非线性特性的识别和处理能力;基于反向梯度传播原理,由能量函数设计了该网络的学习算法,并根据微粒群优化确定学习率参数,从而保证整个网络的收敛性;在推力分配方面,针对开架式遥控水下机器人的两种推力器布置形式进行建模,将容错问题转化为对偶优化问题,建立能量函数实现故障条件下的推力优化分配.实验结果表明,所设计控制器不仅增强了遥控水下机器人对干扰的反应能力,并且提高了对机器人非线性特性的控制能力,减少了控制误差.当部分主推或侧推等推力器失效时,仍可以通过推力优化分配实现机器人在水平面上的准确位置控制,从而保证了遥控水下机器人长时间可靠工作. 展开更多

关键词 遥控水下机器人 递归神经网络 扩展函数链 推力分配 容错控制

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从有缆遥控水下机器人到自治水下机器人 被引量：43

6

作者 封锡盛 《中国工程科学》 2000年第12期29-33,58,共6页

文章给出了水下机器人的定义 ,依据定义进行了分类 ,简要回顾了几类重要水下机器人的进展 ,指出了无人无缆自治水下机器人 (AUVs)是当今水下机器人研究与开发的热点 ,介绍了最近 2 0年沈阳自动化研究所与国内外有关单位合作 ,在水下机... 文章给出了水下机器人的定义 ,依据定义进行了分类 ,简要回顾了几类重要水下机器人的进展 ,指出了无人无缆自治水下机器人 (AUVs)是当今水下机器人研究与开发的热点 ,介绍了最近 2 0年沈阳自动化研究所与国内外有关单位合作 ,在水下机器人领域从无人有缆遥控水下机器人 (ROVs)到AUVs的研究开发工作 ,它从一个侧面反映了我国在这一领域的进展情况。 展开更多

关键词 水下机器人 潜水器 海洋开发 海洋工程 有缆遥控水下机器人 自治水下机器人

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低速域水下遥控机器人水动力试验系统设计 被引量：9

7

作者 陈英龙 宋男 +2 位作者 张增猛 侯交义 弓永军 《液压与气动》 北大核心 2019年第2期13-17,共5页

为测量低速域水下遥控机器人水动力系数,设计了一套水下遥控机器人水动力试验系统。通过水动力仿真模拟获得水下遥控机器人模型合适的壁面距离,以及以最大设计速度与角速度运动时受到的水动力与水动力矩。根据仿真结果确定负载需求,设... 为测量低速域水下遥控机器人水动力系数,设计了一套水下遥控机器人水动力试验系统。通过水动力仿真模拟获得水下遥控机器人模型合适的壁面距离,以及以最大设计速度与角速度运动时受到的水动力与水动力矩。根据仿真结果确定负载需求,设计了包括由卷扬机和直线导轨驱动的拖曳试验台以及由伺服电机与旋转减速器驱动的旋转试验台的试验系统。 展开更多

关键词 水动力 仿真 水下遥控机器人 低速水下运动

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基于ROS的遥控水下机器人监控系统研制 被引量：4

8

作者 唐鸿儒 奚家烽 +2 位作者 沈天鹤 包加桐 刘其铭 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第2期138-143,共6页

为了降低水下机器人开发复杂度,增加机器人的适应性和开放性,基于ROS(机器人操作系统)研制了遥控水下机器人监控系统.首先简单介绍了遥控水下机器人监控系统的硬件结构,提出了基于ROS的遥控水下机器人监控系统软件框架,介绍了感知执行... 为了降低水下机器人开发复杂度,增加机器人的适应性和开放性,基于ROS(机器人操作系统)研制了遥控水下机器人监控系统.首先简单介绍了遥控水下机器人监控系统的硬件结构,提出了基于ROS的遥控水下机器人监控系统软件框架,介绍了感知执行层、导航控制层和监视操作层的组成及作用,描述了运动控制节点、人机交互节点、姿态控制节点3个功能模块的设计方法.实验表明,基于ROS开发的水下机器人监控系统能很好地协调感知模块、运动控制模块和人机交互模块等各个节点的工作,具有开发周期短、扩展性较好等特点. 展开更多

关键词 监控系统 遥控水下机器人 系统架构 机器人操作系统(ROS) 传感与控制

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3500米水下取样型机器人(ROV)研制成功

9

《实验室研究与探索》 CAS 2008年第8期I0001-I0002,共2页

关键词 水下工程 机器人 取样 中国南海 上海交通大学 遥控潜水器 实验室研制 科学考察

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自治水下机器人研究开发的现状和趋势 被引量：43

10

作者 封锡盛 刘永宽 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1999年第9期55-59,51,共6页

简要回顾了自治水下机器人ＡＵＶｓ研究的历史。

关键词 AUVS rovs UUVs 载人潜器 水下机器人

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超小型水下机器人的发展现状及若干问题探讨 被引量：20

11

作者 翟宇毅 刘亮 龚振邦 《机床与液压》 北大核心 2005年第2期1-4,共4页

主要介绍超小型水下机器人的研究和发展现状, 叙述了当前国外、国内超小型AUV (Autonomousunderwaterve hicle)、ROV (Remoteoperatedvehicle) 研究的进展, 提出了当前存在和急需解决的问题及所涉及的相关技术, 为进一步开展超小型水下... 主要介绍超小型水下机器人的研究和发展现状, 叙述了当前国外、国内超小型AUV (Autonomousunderwaterve hicle)、ROV (Remoteoperatedvehicle) 研究的进展, 提出了当前存在和急需解决的问题及所涉及的相关技术, 为进一步开展超小型水下机器人的研究工作提供了依据。 展开更多

关键词 AUV rov 超小型 水下机器人 潜水器

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腹部作业型水下机器人控制系统研制 被引量：18

12

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。 展开更多

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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液压系统在水下机器人中的应用 被引量：6

13

作者 于延凯 孙斌 +1 位作者 李一平 林扬 《液压与气动》 北大核心 2002年第11期24-25,共2页

结合典型的缆控水下机器人 ,介绍了缆控水下机器人液压系统的发展状况、特点和已取得的一些研究成果 ,并指出了发展大功率液压推进系统的重要意义。

关键词 rov 液压系统 水下机器人

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基于生物启发的水下机器人路径跟踪控制 被引量：3

14

作者 邓志刚 袁芳 朱大奇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1234-1241,共8页

针对常规反步控制方法在路径跟踪中出现的速度跳变与推进器驱动饱和等问题,将生物启发神经动力学模型应用到水下机器人路径跟踪控制中。利用生物启发神经动力学模型的渐变和有界输出等特性,设计基于生物启发的反步路径跟踪控制器,并同... 针对常规反步控制方法在路径跟踪中出现的速度跳变与推进器驱动饱和等问题,将生物启发神经动力学模型应用到水下机器人路径跟踪控制中。利用生物启发神经动力学模型的渐变和有界输出等特性,设计基于生物启发的反步路径跟踪控制器,并同传统反步跟踪控制器进行对比分析。仿真结果表明:在较大的初始跟踪误差下,所设计的跟踪控制器可以有效克服水下机器人跟踪控制中的速度跳变,避免推进器的驱动饱和,满足水下机器人推进器的推力约束。 展开更多

关键词 水下机器人 自治-遥控机器人 反步控制 生物启发神经动力学 路径跟踪

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堤坝检测水下机器人模糊自适应控制方法研究

15

作者 孙玉山 甘永 +1 位作者 万磊 庞永杰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2005年第4期52-55,共4页

GDROV是用于堤坝探测的水下机器人,设计上属于开架式机器人,其精确的数学模型很难获得。采用基于模糊逻辑的直接自适应控制方法,利用模糊基函数网络逼近理想控制输出,通过模糊逻辑动态调整控制器的参数自适应律,可有效解决水下机器人控... GDROV是用于堤坝探测的水下机器人,设计上属于开架式机器人,其精确的数学模型很难获得。采用基于模糊逻辑的直接自适应控制方法,利用模糊基函数网络逼近理想控制输出,通过模糊逻辑动态调整控制器的参数自适应律,可有效解决水下机器人控制问题。建立GDROV的水动力模型,给出基于模糊逻辑的直接自适应控制算法,最后通过仿真试验和外场试验验证了该控制器对模型的不确定性具有较强的鲁棒性,且具有良好的跟踪性能。 展开更多

关键词 GDrov 模糊逻辑 模糊基函数 遥控水下机器人(rov)

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一种先进的轻型水下机器人——金鱼Ⅲ号

16

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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基于隐式离散化超螺旋算法的水下机器人姿态控制 被引量：4

17

作者 丁宁宁 唐元贵 姜志斌 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第21期83-89,共7页

本文主要研究作业型自主遥控水下机器人(ARV)的姿态控制问题。在ARV进行悬停作业时,机械臂运动对载体的耦合作用和环境不确定性等因素将影响作业过程的载体姿态,导致机械臂作业精度降低。为此,本文提出一种基于隐式离散化的超螺旋算法... 本文主要研究作业型自主遥控水下机器人(ARV)的姿态控制问题。在ARV进行悬停作业时,机械臂运动对载体的耦合作用和环境不确定性等因素将影响作业过程的载体姿态,导致机械臂作业精度降低。为此,本文提出一种基于隐式离散化的超螺旋算法用于载体的姿态稳定控制。隐式离散化的引入有效抑制超螺旋算法离散化引发的抖振,对采样周期和过高的控制增益不敏感。采用多目标优化算法用于控制参数优化,排除了参数选择对控制性能的影响,确保了对比仿真实验的公平性。最后的对比仿真实验验证了所提出算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 自主遥控水下机器人 超螺旋算法 隐式欧拉法 滑模控制 多目标优化

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堤坝检测水下机器人水声定位抗多途干扰方案研究 被引量：1

18

作者 乔钢 李壮 孙宗鑫 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期331-336,共6页

针对堤坝检测水下机器人在水下定位过程中极易受到由水面、坝体等引起的多途干扰的问题,提出了一种结合时间反转镜(TRM)技术抗多途干扰的水下定位方案。该方案利用时间反转在自由场可以聚焦的特点,在信标模式下通过对定位阵元接收到的... 针对堤坝检测水下机器人在水下定位过程中极易受到由水面、坝体等引起的多途干扰的问题,提出了一种结合时间反转镜(TRM)技术抗多途干扰的水下定位方案。该方案利用时间反转在自由场可以聚焦的特点,在信标模式下通过对定位阵元接收到的信标信号信道估计,虚拟地实现时间反转聚焦抗多途干扰;在应答模式下通过时间反转应答器中接收到的信号,再返回给定位阵元接收,主动地实现时间反转聚焦抗多途干扰。仿真和实验数据表明,采用时间反转聚焦信道多途的作用,改善了信道多途对定位阵元信号检测精度的影响,解决了由多途引起的解算轨迹产生的野点及间断点等问题。 展开更多

关键词 堤坝检测 水下机器人(rov) 时间反转 水声定位 应答器 多途干扰

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有缆遥控潜水器(ROV)在智能水电厂中的应用 被引量：4

19

作者 芮钧 华涛 +1 位作者 夏洲 郑健兵 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第11期179-181,187,共4页

水电工程投资大、社会影响面广,定期对大坝进行安全检查,确保大坝安全显得尤为重要。以往大坝水下部分的安全检查主要依赖人工潜水作业的方式,面临效率低、风险大、成本高等突出问题。近年来,机器人技术快速发展,使得在智能水电厂中用... 水电工程投资大、社会影响面广,定期对大坝进行安全检查,确保大坝安全显得尤为重要。以往大坝水下部分的安全检查主要依赖人工潜水作业的方式,面临效率低、风险大、成本高等突出问题。近年来,机器人技术快速发展,使得在智能水电厂中用机器人取代人工进行水下安全检查成为可能。在该背景下,分析了国内外有缆遥控潜水器(ROV)的发展现状,研究了当前主流ROV在水电工程中的应用情况及遇到的问题,在此基础提出了适用于水电工程的ROV需要解决的关键技术问题,为研制水电工程ROV装备提供科学依据。 展开更多

关键词 水电工程 大坝 水下机器人 rov

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基于NDO的ROV滤波反步轨迹跟踪控制 被引量：5

20

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。 展开更多

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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