2。1  引言 5

2。2 AUV 运动数学模型 5

2。2。1  坐标系和参数定义 5

2。2。2 固定坐标系 6

2。2。3  运动坐标系 6

2。2。4  平面运动假设 7

2。2。5  坐标系之间的转换 8

2。3  空间运动方程 9

2。4 AUV 空间受力分析 9

2。4。1  流体粘性力 10

2。4。2  流体惯性力 11

2。4。3 浮力，重力和控制力 12

VII

2。4。4  水动力系数的估算 13

2。5AUV 的动力学模型 14

2。6  纵向运动的简化模型 16

2。6。1  纵向运动的方程 16

2。6。2  纵向运动的实际化简 16

2。7 纵平面运动的开环仿真 18

2。7。1 纵倾角速度开环传递函数仿真 18

2。7。2 冲角开环传递函数仿真 19

2。7。3 纵倾角开环传递函数仿真 20

2。7。4  深度开环传递函数仿真 21

2。8  水平面运动模型及控制 22

2。9  横向运动的开环传递函数的仿真 25

2。10  本章小结 27

第三章 AUV 动力定位数字 PID 控制器设计 28

3。1  引言 28

3。2  数字 PID 控制的基本形式及数字化 28

3。3  控制器设计 32

3。3。1 纵倾角 的闭环控制控制系统设计及仿真 32

3。3。2 偏航角 ψ 的控制系统及其仿真 33

3。3。3 深度 ζ 的闭环控制系统及其仿真 34

3。4  本章小结 36

第四章 AUV 动力定位的模糊 PID 控制器设计 37

4。1  引言 37

4。2  模糊控制器设计 37

4。2。1  结构设计 37

4。2。2  模糊控制规则设计 38

4。3  水下机器人模糊 PID 控制方法的确立 39

4。3。1 控制结构的设计 39

4。3。2 输入输出变量的确立 40

4。3。3  模糊控制器的规则设计 41

4。4 AUV 动力定位的模糊 PID 控制的仿真 42

4。5  本章小结 45

结论 47