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目前有缆遥控水下机器人(Remotely Operated Vehicle,ROV)因其安全、经济、高效等优点而被广泛应用于水下结构物检测、深海资源探测、输油管道和海底电缆检修等领域。本文结合江苏省高技术船舶协同创新中心2016年科研项目,参与研制了一款新型的多功能、模块化水下机器人ROV样机,并开展动力定位新方法研究。具体研究内容如下:首先,本文根据当前国内外水下机器人研究现状,并基于项目技术要求,参与制定了一套新型的水下检测与作业机器人ROV控制系统研制方案。参与了本体设计,其中包括框架设计、动力推进系统设计及关键部件选型等。然后,设计并研制了ROV水面控制系统。在硬件方面,完成了水面控制箱和水面电源箱的设计研制;在软件方面,开发了一套具有人机交互和显控功能的上位机监控软件。其中,系统监控软件基于VC开发,包括视频显示、视频界面点动、云台和推进器控制、数据保存、报警等功能。其次,设计了ROV水下控制系统。在硬件方面,完成了底层控制板硬件电路设计及制板,包括最小系统电路、电源电压电流、温度检测电路等。在软件方面,完成了底层控制板相关软件程序的设计及定深、定航双闭环PID控制程序的设计。之后,深入研究了ROV动力定位新方法。基于水池实验和数值模拟计算出的水动力系数,建立了ROV较为完整的六自由度运动模型,研究了在波浪扰动时ROV近水面的动力定位控制问题;采用自适应无迹卡尔曼(Adaptive Unscented Kalman Filter,AUKF)方法实时估计水下机器人的状态;提出一种新型多变量、多模态快速非奇异终端滑模控制方法(Fast Nonsingular Terminal Sliding Mode Control,FNTSMC),并设计出多变量、多模态快速非奇异终端滑模控制器进行推力补偿;根据定位误差设计了一种动力分配策略,使ROV动态地保持在目标位置。最后,经过多次水下实验,研制的ROV样机能够较好完成直航、转艏、升潜、横移、翻滚和水下结构物检测等功能,达到了预期要求。并进行了ROV定深、定航实验,验证了定深、定航双闭环PID控制算法的有效性。此外对本文提出的动力定位新方法进行了半实物仿真实验,分别在静水环境和扰动环境下,对新型滑模控制器FNTSMC与传统的滑模控制器进行了仿真对比,结果验证了FNTSMC控制器具有全局快速收敛特性和在ROV动力定位中的有效性。