针对水下机械手对水下航行器的动态捕获问题,文中对其捕获过程的控制问题进行研究。提出了水下机械手的自适应模糊积分滑模控制(AFISMC)以实现其对航行器的轨迹跟踪,针对控制系统中存在的抖动问题,提出了自适应模糊策略,用以减弱滑模控制中的抖动现象。用李亚普洛夫方法证明了水下机械手系统的稳定性。将AFISMC方法应用于一个六自由度水下机械手的轨迹跟踪控制,并进行了仿真,对比传统的滑模控制,AFISMC中的控制输入更平稳,滑动运动收敛于滑模面的速度更快,轨迹跟踪的精度更高。

针对海上鱼场网衣清洗问题,文中提出了一种水下清洗机器人的反演跟踪控制方法。首先对机器人的运动进行分析,建立了运动学、动力学模型。为了保证机器人在扰动环境下具有良好路径跟踪能力以实现对网箱的有序清洗,将控制系统分为三个子系统,分别定义了位置误差、速度误差、扰动估计误差及各自的李雅普诺夫函数,对每个子系统设计中间虚拟控制量,并导出最终控制律,完成了反演控制器的设计。在MATLAB Simulink环境下建立水下机器人仿真模型,并实现了机器人对规划清洗路径的跟踪控制仿真。仿真结果表明,通过该方法设计的控制器在水下干扰环境下具有良好的鲁棒性,机器人能够较好地跟踪规划清洗路径。

液压位置伺服系统往往为高阶系统,因此在对其系统进行设计及性能优化过程往往会带来不便。针对某大型旋转装置的设计要求,通过对其位置伺服系统原理的分析,建立了系统传递函数模型,对其电液位置伺服系统进行了仿真计算,分析了系统的零极点分布情况,发现其非主导极点远离主导极点,由此通过使用降阶近似的方法,得出了其近似二阶系统模型。仿真分析结果表明,该近似二阶系统与原系统的时间响应具有较好的吻合性。在此基础上,针对二阶近似系统提出了相应的校正方法,在系统的前向通道中串入校正环节,该校正环节能使系统闭环传递函数的一个零点与一个极点相互抵消,形成临界阻尼二阶系统,据此计算了校正环节的具体参数,从而在保证系统不超调情况下具有良好快速响应性能。研究结果表明,所设计的系统能较好地满足设计要求。

压力补偿器是深水液压系统的重要部件，它可以使液压系统的元器件以常规方式在深水压力下使用，从而降低对系统元器件的要求。该研究对压力补偿器静态工作原理进行了分析，揭示了压力补偿器的工作特点，对压力补偿器的设计进行了分析说明，并据此设计了符合某系统工作要求的压力补偿器。