【摘要】：显然，智能水下作业系统的发展极大地推动了各种海洋活动，这对水下航行器的控制系统提出了更为严格的要求。因此，6自由度航行器建模与仿真在水下航行器控制系统的开发中具有重要的意义。本章展现了用于描述水下航行器系统的数学模型的一般形式，并根据水下航行器本身的物理特性对模型进行了简化，可应用于大量的水下航行器。
AUV速度和位置控制系统由于其在商业和军事中应用的增加以及过去几十年的研究挑战，在性能和安全方面受到了越来越多的关注。这些应用包括了水下资源勘探、海洋测绘、海底残骸打捞、电缆敷设、地理勘测、沿海和近海结构检查、港口安全检查、采矿和采矿对策。显然，智能水下作业系统的发展极大地推动了各种海洋活动，这对水下航行器的控制系统提出了更为严格的要求。控制需要足够智能，以便从环境中收集信息，并且在没有人为干预的情况下制定自己的控制策略。
然而，由于水下航行器所受的流体动力质量、升力和阻力的增加，使得水下航行器动力学具有很强的耦合性和高度的非线性。而与高密度、非均匀和非结构化海水环境相关的工程问题以及航行器的非线性响应使得高度自治难以实现。因此，6自由度航行器建模与仿真在水下航行器控制系统的开发中具有重要的意义。AUV在高危、未知的环境中使用，其自主性是AUV完成工作任务的关键。运动控制体系结构是水下航行器最重要的子系统之一，它能同时管理感知系统和制动器系统，从而使得机器人能够执行用户指定的任务。(www.xing528.com)
本章展现了用于描述水下航行器系统的数学模型的一般形式，并根据水下航行器本身的物理特性对模型进行了简化，可应用于大量的水下航行器。基于这个模型，建立了一个“AUV-XX”仿真平台，对航行器的运动特征进行了测试。针对航行器不同的任务分配，研究了包括位置、速度以及深度控制在内的运动控制系统，介绍了一种基于电容模型的改进S-面控制方法，该方法可以提供具有明确物理意义的灵活性增益选择。
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