深海集矿机模型车行走控制研究与虚拟仿真

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1、中南人学硕士学位论文摘要集矿机是一种在水深5000--6000米的海底采集锰结核的一种智能机械，集矿机行走的好坏直接关系到大洋采矿的成败。由于深海集矿机体积庞大，不便于反复试验研究。因此，本课题组成员研制了一台集矿机模型车，来作为实验室研究的对象。基于集矿机模型车，开展集矿机液压系统建模和控制器设计，具有工程指导意义。本文以深海集矿机为背景，分析了集矿机行走控制机构的结构和工作原理，并在此基础上设计了集矿机模型车的液压控制系统，建立了各部分的数学模型，以便对控制算法进行仿真，为集矿机行走控制器的设计提供基础。由于模型车行走采用电液比例阀控液压马达驱动，是复杂的

2、非线性高阶系统，无法用精确的数学模型描述其控制规律。因此，单一的控制无法达到集矿机行走的要求。针对集矿机的履带速度控制，设计了模糊PID的履带速度内环控制器。针对集矿机行走偏差，设计了模糊的外环控制器，并加入一智能积分器与模糊控制并联以消除静差和极限环振荡。由于数字仿真与实验都是建立在模型车的基础上，与原系统存在一定的差距。论文使用虚拟仿真技术，将模型车的数学模型与集矿机虚拟世界结合。通过获得直观的控制效果，可使模型车更加逼近实际系统，并优化控制器的参数。关键词：深海采矿，液压系统，模糊PID控制，VRML，VR工具箱中南人学硕士学位论文ABSTRACTThe

3、deepoceanminingvehicleisanintelligemcollectorthatcanpickupthemultiple—metalnodulesonabout5000m-6000m’Sdeep-seafloorwithcomplicatedandadversecircumstances．Itdecidesthesllcee豁orfailureofoeean-miningthatthewalkcontrollerofthevehicleisgoodorbad．Becausethevehicleisverybulk,itisinconvenie

4、nttorepeated—study．So，themembersofthisseminardevelopamodel-vehicle，andisregardedasthetargetoflaboratoryresearch．Basedonthemodel—vehicle，launchthesystematicmodelingofhydraulicpressureandcontrollerofthevehicletodesign,havedirectivesignificanceofprojects．ThispaperanalysesthesU-Bcturean

5、dworkprincipleoftheooeallminingmachine’Scontrolorganizationwiththeoceanminillgmachineinthebackground．，andhasdesignedthehydraulicpressurecontrolsystemofthemodel—vehicleonthisbasis，hassetupthemathematicsmodelofeverypart，inordertocarryonemulationtothealgorithmofcontrolling．111iscanalso

6、offerthefoundationintheoryforthedesignofcontrollerofthede印Oceanminingvehicle．Becausemodel-vehicleisdrivedbyproportionalvalvemotoranditiscomplicatednonlinearmulti—stepsystem，wecan’tdescribetheoceanminingmachine’Scontroltheorywithaccuratemathematicsmodel．So，singlecontrolisunabletoreac

7、hthedemandforwalkingofthevehicle．Inordertocontrolthespeedofpedrail，hasdesignedtheInnerLoopcontrolleroffuzzyPID．Inordertocontroltheerrorofthevehicle'stravel，hasdesignedtheExternalLoopcontrolleroffuzzyandjoininanintelligentintegratortoavoidsurge．Becausedigitalemulationandexperimentare

8、allsetuponthebasiso