串级PID控制在水下机器人俯仰控制系统中的应用

来源：上海理工大学学报杂志2017年第3期北京时间：

作者：王建华

单位：上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093

摘要：针对水下复杂环境中水下机器人（ROV）俯仰角的控制问题，设计了串级PID控制器.分析了ROV水下受力情况，建立了ROV俯仰控制系统的运动学模型.复杂智能控制算法的实现（软件编程实现等）具有难度，而串级PID比传统PID控制器有更大的调节范围和更快的响应速度，在设计时有更大的灵活性，且可以处理实际中由非线性特性所带来的问题.Simulink仿真结果表明，对于ROV俯仰控制系统，串级PID控制器具有更好的控制性能.运用泳池测试验证了串级PID控制算法在ROV俯仰角控制中的可操作性.

关键词：水下机器人;俯仰控制系统;MATLAB软件;仿真及试验

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61403254，61374039）；沪江基金资助项目（C14002，D15009）；上海市地方高校能力建设项目（15550502500）