海底采矿车路径跟踪和点镇定行走控制研究

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：主暨垦日期：吐年上月』日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论

2、文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：过年上月上日海底采矿车路径跟踪和点镇定行走控制研究摘要：作为深海采矿系统的重要载体，海底采矿车工作在数千米水深的复杂未知海底表面，其行走控制一直是深海采矿系统的重要技术难点之一。本文以采矿车的实际工作方式为基础，研究采矿车在复杂工作环境下的路径跟踪和点镇定行走控制，对其在采矿过程中的行走控制具有极其重要的意义。根据采矿车跟踪直线行走采矿工况，开展采矿车的路径跟踪控制研究。分析采矿车的位姿误差，设计一种路径控制策略，并采用Lyapunov函数法证明了位姿

3、误差能够稳定收敛到零，采用ADAMS／ATV模块建立了采矿车动力学模型，最后利用MATLAB／Simulink软件平台建立采矿车路径跟踪机械．控制协同仿真模型，开展协同仿真，结果说明所设计的路径控制策略是正确的。针对采矿车在不同路径和位姿之间的转换行走工况，开展点镇定控制研究。在极坐标下分析采矿车位姿误差，选用合适的状态变量，设计一种点镇定控制律，并采用Lyapunov函数法分析系统的稳定性。根据MATLAB／Simulink平台，以基于ADAMS／ATV建立的采矿车动力学模型为被控对象，开展采矿车点镇定机械一控制协同仿真，结果表明所设计的点镇定控制律是合理的。以铰接式

4、履带车为实验平台，基于所设计的路径控制策略和点镇定控制律，应用LabVIEW软件编写采矿车自动行走控制程序，开展采矿车路径跟踪和点镇定行走控制实验，结果表明所设计的控制律和自动行走控制系统是有效的。图44幅，参考文献73篇。关键词：海底采矿车；Lyapunov理论；路径跟踪；点镇定；协同仿真分类号：TD424StudyofPathTrackingandPointStabilizationDrivingControlforSeabedMiningVehicleAbstract：Asanimportantcarrierofdeepseaminingsystem，seabed

5、miningvehicleworksunderthousandsmetersdepthofwaterincomplicatedandunknownoceanenvironment．thedrivingcontr01iSoneoftheimportanttechnicalproblems．Inthispaper,basedonthepracticalworkingways，pathtrackingandpointstabilizationcontrolarestudied，anditisofgreatsignificanceinthedeepseaminingsystem

6、．Intheminingconditionoftrackingstraight，pathtrackingcontrolisstudied．Theminingvehiclepostureerrorisanalyzed，acontrollawofpathtrackingisputforward，andthepostureerrorisprovedtoconvergetozerobyLyapunovfunctionmethod．BasedonADAMS／ATV,miningvehicledynamicsmodelisestablished，combinedwithMATLAB

7、／Simulinksoftwareplatform，theMechanical-ControlCO-simulationofminingvehiclepathtrackingcontroliscarriedout，thesimulationresultsdemonstratethatthecontrollawiscorrect．Fortheconditionofminingvehicletransformingbetweendifferentpathsandpositions，itisnecessarytodoresearchonpoin