基于Backstepping方法的海底摆臂型履带式移动平台行走路径控制.pdf

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1、第35卷第6期矿冶工程V0l_35№62015年12月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGDeeember2015基于Backstepping方法的海底摆臂型履带式移动平台行走路径控制①李力，谢益波(1．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2．深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室，湖南长沙410012)摘要：在深海采矿过程中，摆臂型履带式海底移动平台通过海底崎岖地形时难以按预定的开采路径行走，基于Backsteping方法，设计其行走路径控制律。利用ADAMS／ATV履带车模块和MATLAB／Simulink软件，建立了海底摆臂型履带式移动平台

2、多刚体动力学模型与控制系统联合仿真模型，开展其越障工况下的行走路径控制仿真研究。仿真结果表明：在基于Backstepping方法所设计的控制律作用下，海底摆臂型履带式移动平台在越障过程中位姿和速度均可快速收敛，说明车体能以预定速度按预定开采路径行走，所设计的控制律对于其行走路径控制是有效的。关键词：海底移动平台；Backstepping方法；联合仿真；路径控制中图分类号：TP273文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2015．06．001文章编号：0253—6099(2015)06—0001—05MovingPathControlfortheSea

3、bedCrawler·typeMobilePlatformwithSwingArmsBasedonBacksteppingMethodLILi．XIEYi．bo(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；2．StateKeyLaboratoryofDeepSeaMineralResourcesDevelopmentandUtilizationTechnology，Changsha410012，Hunan，China)Abstract：T

4、heseabedmobileplatformisthekeyequipmentofmarinemineralresourcesminingsystem．However，itisdificultfortheseabedcrawler—typemobileplatformwithswingaYnlstomoveontheruggedseabedterrainaccordingtotheplannedminingpath．Inviewofthisproblem，themovingpathcontrollawwasdesignedbasedonBacksteppingmethod．Byusi

5、ngADAMS／ATVmoduletogetherwithMATLAB／Simulinksoftware，aco—simulationmodelintegratingmulti-rigid·-bodydynamicsmodelwithcontrolsystemswasconstructedfortheseabedcrawler—-typemobileplatformwithswingarms，whichwasusedinthesimulationstudyonthepathcontrolforthemobileplatformmovingoverorthroughseabedobst

6、acles．Resultsshowthatboththepostureerrorandvelocityeroroftheseabedmobileplatformcanquicklyconvergetozerowiththedesignedcontrollaw，indicatingtheplatformcanmoveaccordingtotheplannedminingpathwiththeplannedvelocity．Itisconcludedthatthedesignedcontrollawiseffectiveinthecontrolofmovingpathoftheseabe

7、dmobileplatform．Keywords：seabedmobileplatform；Backsteppingmethod；CO—simulation；pathcontrol在数千米深海底富存多金属硫化物和钴结壳等海地按预定的开采路径行走。这将降低海洋矿产资源的洋矿产资源，海底移动平台是开采系统的关键装备之开采效率J。因此，控制海底移动平台在深海海底行一。它必须携带采矿机构、破碎机、液压系统、电子仓走时平稳、准确、快速地按预定的开采路径行走，对于和长