深海底采矿机器车运动建模及控制研究

深海底蕴藏着丰富的矿产资源，对其开发手段的研究，对我国矿产资源的可持续利用及深海作业技术的发展，具有重要的战略意义。深海底采矿机器车行走于6000m深海底极稀软沉积物底质，作业环境为无自然光、海底高压、未知复杂环境，其控制质量的好坏直接关系我国大洋战略开发的实施质量。本书以深海底采矿机器车作为研究对象，从运动建模、参数辨识、运动控制三个方面进行了开创性的研究，同时给出了部分仿真及实验结果。本书的出版，对我国大洋开发及深海矿物开发技术的进步具有一定的现实意义。

前言

1 绪论

1.1 深海采矿的历史意义

1.2 深海采矿的**外研究现状

1.3 深海底采矿机器车的**外研究现状

1.4 深海底采矿机器车运动建模技术研究

1.5 基于非线性滤波方法的模型关键参数估计

1.6 深海底采矿机器车运动控制

1.7 本书的主要研究内容

2 深海底采矿机器车工作环境及行走特性研究

2.1 我国矿区水文特性和海泥土力学特性

2.1.1 我国矿区底层海流动力学特性

2.1.2 我国矿区海泥土力学性质

2.2 车辆一地面相互作用力学——地面力学

2.2.1 塑性平衡理论

2.2.2 地面参数测量理论

2.3 小结

3 深海底采矿机器车运动建模研究

3.1 深海底采矿机器车行走机构及工作要求

3.1.1 深海底采矿机器车行走建模简化条件

3.1.2 深海底采矿机器车履带牵引力模型

3.1.3 深海底采矿机器车运动阻力模型

3.1.4 深海底采矿机器车运动学模型

3.1.5 深海底采矿机器车动力学模型

3.2 深海底采矿机器车液压驱动系统

3.2.1 深海底采矿机器车行驶驱动液压系统原理

3.2.2 深海底采矿机器车行驶驱动液压系统模型研究

3.3 基于MATLAB的深海底采矿机器车建模及仿真研究

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

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

3.3.3 深海底采矿机器车运动学模型及系统仿真

3.4 小结

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

4.1 深海底采矿机器车关键运动参数估计模型

4.1.1 左右履带打滑率在线计算模型

4.1.2 履带驱动轮有效半径在线计算模型

4.1.3 深海底采矿机器车关键运动参数非线性估计模型

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

4.2.1 UKF方法研究

4.2.2 改进的SUKF算法——FSUKF算法

4.2.3 深海底采矿机器车关键运动参数估计仿真

4.3 小结

5 深海底采矿机器车运动控制研究

5.1 深海底采矿机器车控制系统硬件构成及作业要求

5.2 深海底采矿机器车运动控制系统设计

5.3 深海底采矿机器车运动规划

5.3.1 深海底采矿机器车路径规划

5.3.2 深海底采矿机器车状态时间轨线规划

5.4 深海底采矿机器车轨迹跟踪控制

5.4.1 基于交叉耦合控制的履带机器车内部误差补偿

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