5。4带有卡尔曼滤波器的滑模控制 36

5。4。1滑模控制算法 36

5。4。2 卡尔曼滤波器原理 36

5。4。3带有卡尔曼滤波器的滑模控制的仿真 37

5。5基于指数趋近律的滑模控制 39

5。5。1基于指数趋近律的滑模控制策略 39

5。5。2基于指数趋近律的滑模控制的改进算法 41

5。5。3基于指数趋近律的离散滑模控制跟踪 41

5。5。4基于指数趋近律滑模控制的仿真结果 43

5。6本章小结 46

总结 47

致谢 48

参考文献 49

第一章 绪论

1。1研究背景

时至今日，随着陆地资源的逐渐减少以及海底资源的开发和利用，陆地上的资源已经越来越不能满足人类社会的发展和进步，人们也将目光更多的转向物产丰富的海底世界。海洋也慢慢成为全球各个国家发展高新技术、争取利益、开展合作关系的主要场所。由于海洋环境的恶劣以及人类自身的极限，使得海洋的开发和探索成为巨大的挑战，但海洋中丰富的资源对各国的发展起着很大的作用，有着极强的吸引力。因此，自从上世纪50年代世界上第一台水下机器人下水以来，经过半个多世纪人类的不懈努力和科学研究，水下机器人技术得到了快速的发展，成为了目前人类研发出的最好的开发海洋资源的重要手段，水下机器人在海底资源的开采、打捞以及军事方面都得到了广泛的应用。

水下机器人主要分为两种，无人水下机器人和载人潜器，而无人水下机器人又被分为有缆水下机器人（遥控水下机器人ROV）和无缆水下机器人（自治水下机器人）。有缆水下机器人中缆绳的长度成了限制水下机器人的主要因素，影响了ROV的自主性和灵活性。而无缆水下机器人却不受缆绳的约束和限制，因此无缆水下机器人逐渐得到各国专家和学者们的青睐，但它下水时自身携带的能源不能提供长时间内的作业，所以能耗也成为主要的限制因素。论文网

水下机器人中，发展最快、技术最完善的当属ROV，ROV通过与陆地上相连接的电缆获得作业需要的能源，同时上面的人也不断的得到ROV发出的实时信息，并对ROV发出指令进行远程遥控。ROV因其成本低、吊放回收方便、水下部分体积小以及操作维护简单等优点，已得到了广泛的应用。从目前人类对水下机器人的研发水平来看，ROV成为海洋资源开发中最为有效的工具，强大的水下作业能力使其慢慢走向产业化。

为了完成复杂的水下作业任务，水下机器人需携带可以进行小范围操作的机械手作业工具，水下机器人和携带的机械手便组成了可以进行水下作业的复杂系统，而两者的协调在很大程度上决定着整个系统的控制效果，因此，本文将对两者组成的系统进行协调控制的研究，做合理的运动分配，来提高水下遥作业系统的跟踪精度和复杂环境中作业的能力。

1。2水下机器人的研究现状和发展趋势

1。2。1发展现状

1。2。2发展趋势

1。2。3作业系统的研究概述

1。3国内外研究现状

1。3。1运动规划