1.3.2自适应控制 5

1.3.3模糊控制 6

1.3.4滑模变结构控制 7

1.4本文的主要研究内容 7

第二章水下机器人数学模型的建立 9

2.1引言 9

2.2水下机器人简介 9

2.2.1水下机器人外形 9

2.2.2水下机器人控制翼 10

2.2.3水下机器人的重力浮力以及中心 10

2.3水下机器人的数学建模 12

2.3.1水下机器人的物理模型 12

2.3.2矢量描述与坐标旋转变换 12

2.3.3水下机器人动力学方程 13

2.4水下机器人所受外力与外力矩 14

2.4.1流体静力学的力与力矩 14

2.4.2水动力阻尼 15

2.4.3附加质量 16

2.4.4机体升力 17

2.4.5推进力和力矩 19

2.5水下机器人刚体动力学方程 19

2.6本章小结 20

第三章 模型开环仿真及分析 23

3.1模型实现 23

3.1.1S-函数程序编写 23

3.1.2开环仿真图 25

3.2模型仿真及分析 26

3.2.1模型平衡点推导 26

3.2.2验证模型的平衡点 27

3.2.3垂直面开环仿真 29

3.3本章小结 31

第四章 基于Backstepping的控制器的设计 32

4.1引言 32

4.2 Backstepping控制方法 32

4.2.1Backstepping控制器的设计思路和优缺点 32

4.2.2非线性系统中Backstepping设计方法 33

4.3 Backstepping控制器的设计 33

4.3.1运动学控制器设计 34

4.3.2动力学控制器设计 36

4.4闭环仿真 38

4.4.1闭环仿真模型 38

4.4.2阶跃信号闭环仿真图及分析 38

4.4.3正弦信号闭环仿真图及分析 41

4.5本章小结 43

总 结 44

展 望 45

致 谢 48

参考文献 46

第一章 绪论