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基于变论域模糊方法的小型AUV控制系统设计
基于变论域模糊方法的小型AUV控制系统设计
摘要：
随着无人自主水下探测技术的快速发展，小型自主水下机器人（AUV）被广泛应用于海洋科学研究、海底勘探、水下资源开发等领域。而AUV在复杂的水下环境中需要具备精确的控制能力，以实现良好的航行和操纵性能。本论文基于变论域模糊方法，设计了一种小型AUV控制系统，该系统能够有效地应对水下环境带来的各种干扰和噪声，并实现精确的航行和操纵控制。
关键词：小型AUV、控制系统、变论域模糊方法、航行控制、操纵控制
1.引言
小型AUV是一种能够在无人情况下进行水下探测和操纵的自主机器人。在海洋科学研究、海底勘探、水下资源开发等领域，小型AUV已经取得了重要的应用成果。然而，由于水下环境的复杂性，AUV在水下探测过程中会面临各种干扰和噪声，如水流、水下障碍物等。因此，设计一种能够应对这些干扰和噪声的控制系统对于小型AUV的性能至关重要。
2.变论域模糊控制方法
变论域模糊控制（VDMC）方法是一种应对非线性和不确定性系统的控制方法。它通过模糊控制和自适应控制相结合的方式，实现对系统参数的在线调整和优化。在AUV的控制中，VDMC方法可以有效地解决水下环境带来的各种干扰和噪声，提高AUV的航行和操纵性能。
3.小型AUV控制系统设计
（1）感知与测量：小型AUV通过搭载传感器实时感知周围环境，并测量自身姿态、深度等信息。传感器通常包括水声、摄像头、惯性导航等。
（2）任务规划与路径规划：小型AUV需要根据任务需求进行路径规划和任务规划，以确定最佳的航行和操纵策略。任务规划和路径规划可以基于地图信息、传感器数据和任务要求等进行。
（3）航行控制：航行控制是保证AUV能够按照规划路径进行航行的关键环节。在航行控制中，VDMC方法可以用来实现轨迹跟踪、速度调节、航向调整等功能。
（4）操纵控制：操纵控制是AUV实现水下操纵任务的关键环节。在操纵控制中，VDMC方法可以用来实现舵角控制、推进器控制等功能。
4.实验与结果
为了验证所设计的小型AUV控制系统的有效性，我们进行了一系列的实验。实验结果表明，基于VDMC方法的小型AUV控制系统具有良好的控制性能和鲁棒性，能够应对复杂的水下环境并实现精确的航行和操纵控制。
5.结论
本论文基于变论域模糊方法，设计了一种小型AUV控制系统，该系统能够有效地应对水下环境带来的各种干扰和噪声，并实现精确的航行和操纵控制。实验证明，该控制系统具有良好的控制性能和鲁棒性。未来的研究可以进一步优化和改进该控制系统，以适应更复杂和挑战性的水下环境。
参考文献：
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