基于PID的水下机器人运动控制系统的设计

（青岛恒星科技学院,山东青岛市，266100）潘娜娜 陈 娜 王 芳

随着社会的日益进步和发展，人类对湖泊海洋的探测逐渐深入。但是由于人类自身的限制，人工探查的方式已经不足以满足人们的需求，于此同时水下机器人技术（Remotely Operated Vehicle，ROV）应运而生。然而水下环境复杂多变，机器人在水下的运动不仅受到水动阻力，同时能见度相对于地面和空中而言受到水域限制而大幅下降，而且水下环境的复杂程度又高于陆地和空域。所以给水下机器人的控制造成了难题，传统的PID已经很难适应水下机器人的控制，需要对传统的PID进行改进，达到水下机器人的理想控制效果。

有缆遥控水下机器人(ROV)，由水面操控人员依据地面站通过水下监测的情况对航行器通过脐带缆进行操纵。其优点在于安全系数高、作业范围广、体积小、经济高效，缺点在于操控准确率低、通讯受到脐带缆限制、灵活性差。目前应用范围广泛，特别是在军事和民用领域。在民用方面，ROV主要用于对海底资源的开发和探测，比如石油、矿物质、天然气等。在军事应用领域，应用范围更广，官兵可以利用ROV进行水下探测、救援打捞、水下布雷，探雷和扫雷。所以本文着重研究ROV技术。

1 总体功能与性能指标

ROV是5自由度控制的，在结构上后期研究可以增设两个电机，使系统可以六个自由度控制，使ROV的控制效率更高，控制效果更好。并加装机械臂可以让ROV在水下作业。在材料上，用硬度更高的锰钢代替PMMA材料，使ROV可以下潜到更深水域，密封舱的穿线结构上采用水下耐压连接头，接头使用硫化灌封，使其防水性能达到1000米以上。……