摘要：海底采矿车多工作于稀软底质,其面临的外部扰动较大,难以快速收敛跟踪误差,精准地跟踪预设轨迹。为此,本文提出了一种海底采矿车的滑模预测控制(sliding model predictive control,SMPC)轨迹跟踪算法。基于海底采矿车的运动学模型,首先设计滑模控制率实现轨迹跟踪误差快速收敛,其次利用少预测时域的线性时变模型预测控制算法(linear time varying model predictive control,LTV-MPC)优化该滑模控制率。而后,通过证明滑模控制率收敛和模型预测控制稳定,保证了闭环控制系统的稳定性。RecurDyn&Simulink联合仿真结果表明,与单一的滑模控制(sliding mode control,SMC)和线性时变模型预测控制算法相比,所提出的SMPC轨迹跟踪算法提高了轨迹跟踪精度,且算法具有较好的实时性。

摘要：采用ADAMS/ATV软件建立海底采矿车机械系统模型,利用MATLAB/Simulink平台建立以速度内环和方位外环的行走控制系统模型及机械系统与行走控制系统协同仿真模型;针对海底环境的复杂性和未知性,采用变论域理论设计纠正方向和位置偏差的自适用模糊控制器以及PID控制理论设计速度控制器,开展海底采矿车在越单边障碍时过程中按预定路径行走仿真研究。仿真结果表明:基于变论域模糊控制理论所设计的海底采矿车路径跟踪控制模型的鲁棒性良好,其方位偏差纠正及速度跟踪的响应速度快、稳态性好、控制效果好,实现了海底采矿车按预定路径行走,为海底采矿车在采矿过程中自动行走控制提供了有效的控制方法。

摘要：海底采矿车行走机构需在深海矿区极稀软底质上按预定路径行使,并具有一定的爬坡、转弯以及越障等能力,是海底采矿车的重要组成部分。本文对海底矿区的特殊环境以及行走机构的行走要求进行分析,设计确定了采矿车行走机构的关键基本参数,并分析了采矿车海底行走各种阻力,计算了行走机构的所需牵引力,并验算了可行使性,为海底采矿车行走机构的设计提供参考。

摘要：以我国海底采矿车为研究对象,针对其非完整性和非线性的特点,基于Lyapunov理论,提出海底采矿车点镇定控制系统的控制律,证明在此控制律作用下海底采矿车位姿误差是收敛的;设计基于Lyapunov理论的点镇定控制器,采用ADAMS/ATV履带车模块和MATLAB/simulink软件,建立海底采矿车的多刚体动力学模型和基于Lyapunov理论的点镇定控制模型及二者的协同仿真模型,对海底采矿车的点镇定控制仿真进行研究。研究结果表明:海底采矿车在基于Lyapunov理论所设计的点镇定控制器作用下,能快速而平稳地镇定到目标位置和姿态,所提出的控制律和所设计的控制器对于海底采矿车行走控制是有效的。

摘要：海底采矿车是海洋矿产开发的重要设备,车架是采矿车的基体。介绍了海底采矿车的概况,阐述了海底工作环境和海水特性,研究了车架箱形截面组合梁的设计方法和设计理论,按采矿车的功能和性能要求,设计完成了车架纵梁和横梁的结构,并用Pro/E软件建立车架实体模型,对其进行基本分析。

摘要：海底采矿车是海洋矿产开发的重要设备,车架是采矿机器车的基体。本文按其功能和性能要求,完成车架的结构设计,并用Pro/E软件建立实体模型,再按照一定的模型简化原则,对实体模型进行结构简化;然后将模型导入有限元分析软件ANSYS10.0,建立车架有限元分析模型;通过静力分析,获得了车架在弯曲和扭转两种工况下的应力及变形的分布情况。最后综合分析结果,对车架的改进设计提出了建议。

摘要：在深海复杂环境下,海底采矿车液压控制系统采集到的数据含有高频噪声,由于常规PID控制中微分对高频噪声的放大作用,往往会降低系统的控制性能。为了消除高频噪声的影响,提出基于采矿车特征数据辨识的多积分控制器设计。该算法采用多积分实现噪声滤波,同时,为了尽可能地提高系统的快速调节能力,先辨识出采矿车液压系统的特征数据,然后规划出系统的参考控制输出,最后利用特征数据和参考输出计算出控制器的参数。仿真结果验证了算法的可行性与有效性。

摘要：针对海底钴结壳采矿车在采矿过程中越过复杂地形时会产生偏离预定路径的问题,提出一种基于ANFIS的海底采矿车直线路径跟踪控制方法,根据训练数据,设计模糊神经网络路径控制器,从而避免专家系统知识库难以获取和精确数学模型难以建立的困难。在此基础上,建立内环采用PID速度控制和外环采用ANFIS控制的机电直线路径行走控制模型,开展海底采矿车越单边障碍时的联合仿真研究,仿真结果表明所提控制方法的有效性和所建行走控制模型的正确性。

摘要：针对海底采矿车在海底难以实现自动行走控制的难题,以海底采矿车模型机为控制对象,基于CAN总线通信方式,设计适用于海底采矿的行走控制系统方案。以NI公司的CompactRIO控制器为核心,开发行走控制系统的硬件系统。借助LabVIEW图形化编程环境,开发行走控制系统程序,实现海底采矿车在行走过程中数据采集、控制、监测、显示和分析等功能。模型机行走实验表明,所开发的行走控制系统能有效地实现采矿车行走、越障、越沟和爬坡等动作,达到了海底采矿车远程控制的要求。

摘要：海底采矿车为液压驱动低速履带车辆,其转向性能对于海底采矿的路径规划及避障都很重要。文中对海底采矿车实际转向半径进行了分析,提出了实现给定转向半径的控制方法,为海底采矿车转向运动控制提供理论依据。此外,海底环境非常复杂,海底采矿车由于海底沉积物极稀软容易出现打滑,对履带式采矿车的两侧履带同步行走控制提出了比较高的要求。通过对液压驱动马达进行速度反馈控制,在考虑打滑情况下实现履带同步控制。最后,设计出基于模糊PID的液压驱动速度同步控制系统,并对该控制系统进行了仿真,取得了较好的控制效果。