ROV型深海采矿车动力学建模及路径跟踪控制研究

摘要

本文针对传统深海采矿系统中履带车操作稳定性差的瓶颈问题，研究了一种新型的遥控水下机器人(ROV)型深海采矿系统，其中ROV型深海采矿车取代了传统的履带式深海采矿车.ROV型深海采矿车由一个ROV和一个采矿机器人(MRT)组成.首先，假设ROV保持固定深度拖曳MRT,通过类比自行车模型，以此建立了ROV型采矿车的动力学模型.其次，提出了一种分层路径跟踪控制策略，基于ROV型采矿车的运动学模型，设计了线性模型预测控制器(LMPC)以计算收敛MRT路径跟踪偏差的虚拟控制律，下层PID控制器计算响应虚拟控制律的ROV控制输入.最后，通过数值模拟初步验证了分层路径跟踪控制策略的可行性.

关键词

深海采矿 / ROV型深海采矿系统 / 动力学建模 / 路径跟踪控制