一种船舶清洗ROV姿态控制方法研究与实现

来源：电子测量技术杂志2022年第12期北京时间：

作者：武少波，冯晓东，杨文涛

单位：北京化工大学 信息科学与技术学院，北京 100029

摘要：为了减少因海生物附着形成污底对船舶航行造成的阻力，提高船舶的运输效率，研究设计了一种基于六推进器的船舶清洗ROV；首先对该机器人进行了相应软硬件方案设计，且依据实际应用需求选择了机器人驱动与测量元件，进而使用Solidworks三维机械制图软件完成了ROV结构外形设计，同时对ROV样机进行了结构组装与系统测试；同时在此基础上，为了提高船舶清洗ROV姿态控制过程的性能指标，提出一种改进型变积分PID控制算法，根据偏差量的变化将整个姿态控制过程规划为不同阶段，通过调节积分项的开关量系数以满足不同阶段的需求；最后通过MATLAB仿真软件对改进型ROV姿态控制系统进行仿真并完成实际水池实验，通过设定不同目标角度测试控制系统的性能，结果表明，该算法比传统单闭环与双闭环PID控制算法具有更短的过渡时间及更加优良的稳定性，是一种稳定高效的ROV姿态控制方式。

关键词：ROV; 船舶清洗机器人; 软硬件设计; 姿态控制系统设计; 改进PID