张玮康，王冠学，徐国华，刘畅，申雄

1华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074

2武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430205

腹部作业型水下机器人控制系统研制

张玮康1，王冠学1，徐国华1，刘畅1，申雄2

1华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074

2武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430205

［目的］针对无人水下机器人（UUV）的回收任务要求，研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人（ROV）。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV，其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。［方法］介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理，提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元，PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元，各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型，并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。［结果］单项试验、系统联调及水池试验表明，腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性，能够满足UUV回收任务的要求。［结论］该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。

腹部作业型水下遥控机器人；控制系统；PC104；H∞鲁棒控制

0 引 言

随着世界经济、科技的发展，人类加快了对海洋资源的开发步伐。为了提高海洋资源的开发能力，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国，必须大力发展我国海洋技术，特别是深海探测、运载及作业技术［1］。

水下机器人是海洋资源勘探和开发的重要工具之一，根据其载人与否又可分为无人水下机器人（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）和载人水下机器人（Human Occupied Vehicle，HOV）。……