基于原理圖的舵鰭聯(lián)合原型機(jī)完善的開題報(bào)告

基于原理圖的舵鰭聯(lián)合原型機(jī)完善的開題報(bào)告一、研究背景隨著航海技術(shù)的不斷發(fā)展，水下機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，這種機(jī)器人通常采用舵鰭作為姿態(tài)控制器，以控制機(jī)器人在水下的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)。舵鰭的控制方式有很多種，其中較為常見的是PID控制器控制舵鰭的角度，以達(dá)到目標(biāo)姿態(tài)。但是，在水下機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中，存在一些實(shí)際問題，PID控制器控制舵鰭時(shí)，需要實(shí)時(shí)測量機(jī)器人的姿態(tài)和角速度，并計(jì)算出目標(biāo)角度，這需要較高的計(jì)算量和計(jì)算精度，處理不當(dāng)可能會導(dǎo)致機(jī)器人姿態(tài)不穩(wěn)或者控制不準(zhǔn)確。二、研究內(nèi)容為了解決PID控制器控制舵鰭的局限性，本研究將采用基于原理圖的舵鰭聯(lián)合控制的方案。具體研究內(nèi)容如下：1.建立基于原理圖的舵鰭聯(lián)合控制系統(tǒng)2.通過仿真實(shí)驗(yàn)研究不同控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)3.制作舵鰭聯(lián)合控制的原型機(jī)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三、研究意義本研究的意義在于：1.解決舵鰭PID控制的缺陷，提高機(jī)器人在水下的姿態(tài)控制精度和穩(wěn)定性；2.通過研究不同控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，為水下機(jī)器人的控制提供更多的選擇；3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證舵鰭聯(lián)合控制的可行性和效果，為后續(xù)研究和應(yīng)用提供參考。四、研究方法本研究采用以下研究方法：1.理論分析：對舵鰭聯(lián)合控制的原理進(jìn)行分析，并建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。2.仿真實(shí)驗(yàn)：采用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，比較不同控制策略的效果。3.原型制作：根據(jù)成功的仿真結(jié)果，制作舵鰭聯(lián)合控制的原型機(jī)。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證舵鰭聯(lián)合控制的可行性和效果。五、預(yù)期成果本研究的預(yù)期成果包括：1.建立基于原理圖的舵鰭聯(lián)合控制系統(tǒng)，在仿真和實(shí)驗(yàn)中證明其控制精度和穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制器。2.研究舵鰭聯(lián)合控制的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。3.制作舵鰭聯(lián)合控制的原型機(jī)，并進(jìn)行一定范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。4.提供一種基于原理圖的舵鰭控制方案，為水下機(jī)器人的控制提供更多的選擇。六、進(jìn)度安排本研究的進(jìn)度安排如下：1.第一階段（1個(gè)月）：理論分析和建立數(shù)學(xué)模型2.第二階段（2個(gè)月）：仿真實(shí)驗(yàn)和對比分析3.第三階段（3個(gè)月）：原型制作和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4.第四階段（1個(gè)月）：總結(jié)、撰寫學(xué)位論文和準(zhǔn)備答辯七、參考文獻(xiàn)1.史德忠.水下機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2015.2.CacciaM,ZereikE,BonoR,etal.Feedbackbehaviorofanunderwatervehiclewithacombinedrudderandflapssystem[C]//OCEANS.IEEE,2010:1-6.3.石海濤,金車剛,吳海泉.一種水下機(jī)器人舵鰭控制方案.水下機(jī)器人,2014,23(5):24-28.4.