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题名基于类拉格朗日方程的UVMS动力学简化建模方法
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作者
杨青宇
任凭
王浩
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机构
中国海洋大学工程学院自动化及测控系
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出处
《水下无人系统学报》
2024年第5期891-900,共10页
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基金
中央高校基本科研业务费(201964014)。
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文摘
作为一种具有强非线性、强耦合、时变、冗余且高维度的复杂系统,水下机器人-机械臂系统(UVMS)的建模、运动控制和稳定性研究都具有较大的难度。在动力学建模中,对于自由度较高的复杂UVMS,采用传统拉格朗日方程建模,需要对广义坐标向量和其导数分别进行求导和求偏导操作,会面临符号求导计算量大、建模效率低等问题。因此,文中基于类拉格朗日方法提出一种适用于6+n自由度UVMS的动力学简化建模方法,以减少符号化公式推导的运算量,提高建模效率与结果的准确性。最后结合BlueROV水下机器人与Reach Alpha水下机械臂的实物参数对所建立的模型进行了数值仿真,实验结果验证了UVMS的复杂耦合性。基于文中方法建立的动力学模型具有明确、清晰的方程形式,能够为控制算法研究与耦合力优化提供有力支撑,为动力学参数设计与轨迹规划研究提供参考。
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关键词
水下机器人-机械臂系统
类拉格朗日方程
简化建模
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Keywords
underwater vehicle-manipulator system
Quasi-Lagrange
simplified modeling
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分类号
TJ630.33
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U664.82
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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