水下机器人模糊控制器设计要点

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1、毕业设计（论文）（2015届本科）题目：水下机器人模糊控制器设计学院：工程学院专业：电气工程及其自动化班级：11电气1班姓名：韩文杰学号：1127123指导教师：周悦2015年6月目录1.绪论21.1.水下机器人的现状与发展趋势21.1.1水下机器人的发展历史21.1.2水下机器人的发展趋势21.2.水下机器人的分类21.4.水下机器人运动控制概述41.5.本毕业设计的主要内容和组织结构52.水下机器人的数学模型62.2.坐标系及运动参数的选取62.3.平面运动假设72.4.空间操纵运动方程82.5.水动力运动方程及垂直面动力方程92.6.本章小结113.水下机器人的PID控制123

2、.1PID控制原理123.2基于PID的水下机器人控制系统133.3本章小结154.模糊控制器及在水下机器人控制中的应用164.1模糊控制的产生及发展164.2模糊数学基础174.3模糊控制系统的组成174.3.1模糊化174.3.2知识库184.3.3模糊推理184.3.4去模糊化（清晰化）184.4控制变量的选取及模糊控制规则设计184.5本章小结215水下机器人模糊控制系统的构建及仿真实验22II5.1系统设计225.1.1Simulink实验箱组件、模糊工具箱225.1.2系统操作显示235.2系统实验显示界面26结论29展望29谢辞30参考文献31II上海海洋大学2015届

3、毕业设计（论文）水下机器人模糊控制器设计水下机器人模糊控制器设计摘要：近几十年来，随着海洋资源开发以及江河、湖泊等水下领域各种作业任务的需要,水下机器人得到了迅猛的发展。为了提高水下机器人运动控制性能以更好的完成指定任务,水下机器人运动控制技术的研究就成为了一个重要的研究课题。本毕业设计旨在探讨模糊控制技术在水下机器人定位控制中的应用。本毕业设计首先分析了水下机器人六个自由度空间动力学模型，,建立了水下机器人的定位系统的传递函数；然后，设计了水下机器人定位的PID控制器，仿真结果表明常规PID控制器在被控对象已知的情况下能够获得较好的性能；其次，研究了模糊控制的原理，设计了水下机器人

4、定位系统的模糊控制器，并在MATLAB模糊控制工具箱中进行了模糊控制器实现，与PID控制器仿真实验结果对比分析表明：当被控对象发生变化时因PID参数不能进行相应的改变，PID控制系统难以达到性能要求，而模糊控制器无论被控对象是否已知和变化都能对其产生很好的适应，达到控制系统的性能要求。关键词：水下机器人；定位模型；PID控制；模糊控制。FuzzycontrollerdesignforunderwaterrobotAbstract：Inthelastfewdecades,withthedevelopmentofmarineresourcesandtheneedofvarioustask

5、sinrivers,lakesandotherunderwaterareas,theunderwaterrobothasbeendevelopedrapidly..Inordertoimprovetheperformanceofunderwaterrobotmotioncontrol,theresearchonthemotioncontroltechnologyofunderwaterrobotbecomesanimportantresearchtopic..Thegraduationdesignistoinvestigatetheapplicationoffuzzycontrolt

6、echnologyinthepositioningcontrolofunderwaterrobot.Thispaperfirstanalyzestheunderwaterrobotwithsixdegreesoffreedomdynamicmodel,transferfunctionisestablished,theorientationsystemofunderwaterrobot;then,aPIDcontrollerisdesignedforunderwaterrobotlocalization,thesimulationresultsshowthattheconvention

7、alPIDcontrollercanachievegoodperformanceintheobjectofknownsituation;second,studytheprincipleoffuzzycontrol,afuzzycontrollerisdesignedforunderwaterrobotpositioningsystem,andtheMATLABfuzzycontroltoolboxoffuzzycontroller,comparedwith