基于单位四元数的欠驱动水下救援机器人三维轨迹跟踪控制
刘凯悦1
崔玙晨1
王锐2
1.华北科技学院 电子信息工程学院,北京 东燕郊 065201;河北省安全生产与应急处置特种机器人重点实验室,北京 东燕郊 0652012.华北科技学院 应急装备学院,北京 东燕郊 065201
摘要：本文利用单位四元数对机器人的姿态进行描述,建立了 6 自由度欠驱动水下救援机器人(URR)的模型,避免了传统欧拉角描述姿态方法时的奇异现象,提高了系统的运算效率;针对系统的欠驱动特性,将系统分为欠驱动的位置子系统与全驱动的姿态子系统,引入了中间控制输入对位置子系统进行设计以跟踪三维空间的轨迹指令,同时提取出系统所需的实际控制推力以及姿态子系统所要跟踪的目标姿态四元数,并在姿态子系统中设计控制力矩对目标姿态进行跟踪;利用Lya-punov理论证明了系统的闭环全局稳定性,仿真结果表明所提出的方法可以使机器人有效地跟踪给定的三维参考轨迹.
关键词：水下救援机器人欠驱动系统四元数轨迹跟踪控制
分类号：V211.4(基础理论及试验)V279(各类型航空器)
资助基金：国家重点研发计划(2024YFB2908800)中央高校基本科研业务费资助项目(3142023025)中央高校基本科研业务费资助项目(3142024030)廊坊市科学技术研究与发展计划资助项目(2024011071)廊坊市科学技术研究与发展计划资助项目(2024011072)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 38-44 )
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