非惯性系下鳗鱼机器人动力学建模与仿真

• 作者: 常建 张安翻 李斌 王明辉
• 来源期刊: 机械科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 鳗鱼机器人 牛顿-欧拉建模法 非惯性系 动力学模型
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 机械动力学
• 页码范围: 15-22
• 页数: 8页
• 分类号: TG156
• 字数: 5198字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180100

摘要

在惯性系下得到的鳗鱼机器人的动力学方程由于耦合度高、非线性强而不利于控制器的设计.本文受自主水下航行器(AUV)基于体坐标系的模型表示法的启发,定义了一个与鳗鱼机器人运动方向一致的非惯性系.在该非惯性系下,利用科里奥利定理获得鳗鱼机器人的二维运动学模型,并利用改进的牛顿第二定律和力矩平衡原理获得水下二维鳗鱼机器人在非惯性系下的动力学模型.该模型是解析的,可直接获得切向速度子动力学,更适合于基于模型的现代控制方案,与精确模型相比,其通过方向角参数解耦实现了模型的简化.最后,对一个9模块的机器人系统进行了数值仿真,并与已有的精确模型进行了对比分析,发现所建立简化模型和精确模型的几乎重合,从而验证了所建立简化模型的准确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李斌	中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室	372	5610	37.0	58.0
2	王明辉	中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室	44	594	13.0	23.0
3	张安翻	中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室	2	5	2.0	2.0
7	常建	中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室	1	2	1.0	1.0