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题名深海AUV无动力垂直下潜运动特性研究
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作者
王宁
谷海涛
高浩
冯萌萌
邢林
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机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第6期104-111,共8页
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基金
“十三五”预研项目(2020107/2002)
机器人学国家重点实验室自主课题(2022-Z05)。
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文摘
深海AUV(自主水下机器人)采用无动力下潜方式能有效节约能源,但是水平或小纵倾角姿态下潜用时较长,水平偏移大。为提高下潜速度,减小下潜偏移距离,对AUV无动力垂直下潜过程进行研究。使用四元数代替欧拉角得到AUV运动方程,并加入洋流和浮力数学模型,通过Simulink仿真模块建立AUV垂直下潜运动仿真方法,解决垂直下潜产生的姿态角解算奇异性问题。通过设置不同仿真工况,得到AUV垂直下潜运动状态量受负浮力、重浮心距离、舵角、初始纵倾角及环境扰动力的作用规律。结果表明,AUV采用垂直下潜方式,可实现较大的下潜速度,同时减小水平偏移距离;洋流扰动是垂直下潜运动产生水平偏移的主要原因;下潜深度6000 m时,浮力变化扰动导致末端下潜速度减小30%,下潜时间增加21%。
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关键词
深海AUV
垂直下潜
运动仿真
四元数
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Keywords
deep-sea autonomous underwater vehicle
vertical diving
motion simulation
quaternion
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分类号
U674.941
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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