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沈阳自动化所水下滑翔蛇形机器人研究取得进展

聚星 行业动态 2020-02-09 248 0

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  近日,中国科学院沈阳自动化研究所研制出一种结合水下滑翔机和水下蛇形机器人特点的水下滑翔蛇形机器人,该机器人可以实现净浮力驱动的滑翔运动和关节力矩驱动的多种游动步态,具有续航能力强和机动强的优点,相关研究成果近期发表于ScienceChina-InformationSciences。

  针对水下滑翔蛇形机器人的滑翔运动系统存在系统非线性耦合;实际流体不确定性、传感器测量噪声、执行器误差等引起的扰动,可能影响系统的跟踪效果;部分状态量(比如滑翔速度)较难通过传感器直接测量等问题,沈阳自动化所仿生机器人课题组研究人员提出了非线性闭环控制系统框架概念。通过解耦和反馈线性化,把复杂的非线性系统转化为等效的线性形式,然后基于趋近律方法设计滑模,降低抖动并且实现鲁棒控制。通过无迹卡尔曼滤波器,对测量噪声进行滤波和对未知状态量进行估计,该方法通过无迹变换处理均值和协方差的非线性传递问题,保留了系统高阶项,具有精度高、稳定性强的优点。提出的闭环控制框架对一些其他非线性系统具有一定的通用性。

  近日,中国科学院沈阳自动化研究所研制出一种结合水下滑翔机和水下蛇形机器人特点的水下滑翔蛇形机器人,该机器人可以实现净浮力驱动的滑翔运动和关节力矩驱动的多种游动步态,具有续航能力强和机动强的优点,相关研究成果近期发表于Science China-Information Sciences。

  针对水下滑翔蛇形机器人的滑翔运动系统存在系统非线性耦合;实际流体不确定性、传感器测量噪声、执行器误差等引起的扰动,可能影响系统的跟踪效果;部分状态量(比如滑翔速度)较难通过传感器直接测量等问题,沈阳自动化所仿生机器人课题组研究人员提出了非线性闭环控制系统框架概念。通过解耦和反馈线性化,把复杂的非线性系统转化为等效的线性形式,然后基于趋近律方法设计滑模,降低抖动并且实现鲁棒控制。通过无迹卡尔曼滤波器,对测量噪声进行滤波和对未知状态量进行估计,该方法通过无迹变换处理均值和协方差的非线性传递问题,保留了系统高阶项,具有精度高、稳定性强的优点。提出的闭环控制框架对一些其他非线性系统具有一定的通用性。

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