深海底采矿机器车运动建模及控制研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 深海采矿的历史意义 1

1.2 深海采矿的国内外研究现状 2

1.3 深海底采矿机器车的国内外研究现状 5

1.4 深海底采矿机器车运动建模技术研究 10

1.5 基于非线性滤波方法的模型关键参数估计 14

1.6 深海底采矿机器车运动控制 15

1.7 本书的主要研究内容 16

2 深海底采矿机器车工作环境及行走特性研究 18

2.1 我国矿区水文特性和海泥土力学特性 18

2.1.1 我国矿区底层海流动力学特性 19

2.1.2 我国矿区海泥土力学性质 20

2.2 车辆一地面相互作用力学——地面力学 21

2.2.1 塑性平衡理论 21

2.2.2 地面参数测量理论 22

2.3 小结 24

3 深海底采矿机器车运动建模研究 25

3.1 深海底采矿机器车行走机构及工作要求 25

3.1.1 深海底采矿机器车行走建模简化条件 27

3.1.2 深海底采矿机器车履带牵引力模型 27

3.1.3 深海底采矿机器车运动阻力模型 30

3.1.4 深海底采矿机器车运动学模型 34

3.1.5 深海底采矿机器车动力学模型 36

3.2 深海底采矿机器车液压驱动系统 38

3.2.1 深海底采矿机器车行驶驱动液压系统原理 39

3.2.2 深海底采矿机器车行驶驱动液压系统模型研究 41

3.3 基于MATLAB的深海底采矿机器车建模及仿真研究 48

3.3.1 左右履带液压驱动系统子模块Simulink实现及有效性验证 50

3.3.2 深海底采矿机器车地面及环境阻力子模型及系统仿真 55

3.3.3 深海底采矿机器车运动学模型及系统仿真 57

3.4 小结 58

4 基于非线性滤波方法的深海底采矿机器车关键运动参数估计 60

4.1 深海底采矿机器车关键运动参数估计模型 60

4.1.1 左右履带打滑率在线计算模型 61

4.1.2 履带驱动轮有效半径在线计算模型 63

4.1.3 深海底采矿机器车关键运动参数非线性估计模型 64

4.2 基于UKF滤波算法的深海底采矿机器车关键运动参数估计研究 65

4.2.1 UKF方法研究 65

4.2.2 改进的SUKF算法——FSUKF算法 69

4.2.3 深海底采矿机器车关键运动参数估计仿真 72

4.3 小结 74

5 深海底采矿机器车运动控制研究 76

5.1 深海底采矿机器车控制系统硬件构成及作业要求 76

5.2 深海底采矿机器车运动控制系统设计 79

5.3 深海底采矿机器车运动规划 80

5.3.1 深海底采矿机器车路径规划 81

5.3.2 深海底采矿机器车状态时间轨线规划 82

5.4 深海底采矿机器车轨迹跟踪控制 84

5.4.1 基于交叉耦合控制的履带机器车内部误差补偿 84

5.4.2 基于模糊专家控制的深海底采矿机器车外部误差补偿 87

5.5 小结 90

6 深海底采矿模型机器车实物仿真系统开发及试验研究 92

6.1 模型机器车开发 92

6.2 深海底采矿模型机器车控制系统开发 94

6.2.1 深海底采矿模型机器车控制系统硬件设计 94

6.2.2 深海底采矿模型机器车控制系统软件设计 96

6.3 深海底采矿模型机器车试验研究 102

6.4 小结 105

7 结论与展望 106

参考文献 109