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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于水下机械应用领域，提供一种水下机器人姿态补偿装置的控制方法，该控制方法所用的系统包括补偿装置和ROV主控装置。其中，补偿装置由执行机构和舵面组成；ROV主控装置由控制电路和传感电路组成。ROV主控装置除了输出补偿装置的控制指令，还同时可用于输出ROV其它设备的控制指令。本发明应用于无人遥控潜水器上，ROV沿水平面航行时，ROV主控装置根据ROV当前俯仰姿态相对于预期姿态变化的偏离情况，控制补偿装置的执行机构，调节舵面与水流方向的夹角，从而平衡ROV航行时竖直方向上产生的分力，补偿ROV偏移的浮心，辅助ROV保持俯仰姿态的稳定，避免ROV俯仰姿态角度发生不符合预期的变化，提高ROV在航行时的工作效率。

主权项：1.一种水下机器人姿态补偿装置的控制方法，其特征在于，该控制方法所用系统包括补偿装置和ROV主控装置；ROV主控装置包括控制电路和传感电路；其中，传感电路用于获取ROV实际俯仰姿态角数据；控制电路保存有ROV的预期俯仰姿态角、俯仰姿态正角度偏离容忍值、俯仰姿态负角度偏离容忍值、P参数、I参数和D参数；计算从传感电路获取的ROV实际俯仰姿态角与控制电路保存的ROV的预期俯仰姿态角之间的差值，若差值的绝对值大于保存的ROV的俯仰姿态正角度偏离容忍值和俯仰姿态负角度偏离容忍值的绝对值，则将差值输入到改进的PID算法中，根据设置的P参数、I参数、D参数解算出补偿装置舵面的旋转方向与旋转角度，使用定制的通信数据帧将旋转方向与旋转角度打包生成补偿装置的控制指令；若差值绝对值小于保存的ROV的俯仰姿态正角度偏离容忍值和俯仰姿态负角度偏离容忍值的绝对值，则不对补偿装置的控制指令做出更新；补偿装置包括执行机构和舵面，其中，舵面连接于执行机构上；执行机构接收ROV主控装置传输的控制指令，从定制的通信数据帧中读取舵面的旋转角度和旋转方向，驱动舵面向指定方向旋转指定角度；ROV主控装置的控制电路和传感电路安装于ROV密封舱室内，补偿装置安装于ROV两侧平面上；其中，所述定制的通信数据帧主要由起始位、指令说明位、指令来源位、数据报文、校验位组成；其中，起始位使用一个字节标记通信数据帧的起始位置，指令说明位使用一个字节用于标记此字段用于控制舵面旋转方向和旋转角度，指令来源位使用一个字节用于标记此字段来自ROV主控装置，数据报文使用六个字节封装舵面的旋转方向和旋转角度，最后使用一个字节用于使用字段前九个字节生成CRC8校验字节，字段总计十个字节；所述ROV主控装置生成补偿装置的控制指令的具体过程是：控制电路生成保存ROV预期俯仰姿态角，实时获取传感电路的ROV实际俯仰姿态角数据，更新ROV实际俯仰姿态角数据；计算ROV实际俯仰姿态角数据与ROV预期俯仰姿态角的差值，若差值为正值且大于俯仰姿态正角度偏离容忍值，则判断ROV俯仰姿态发生正角度不符合预期的变化，将差值输入到改进型PID算法中，根据设置的P参数、I参数、D参数解算出补偿装置的舵面需要顺时针旋转与旋转的角度，将输出的舵面顺时针旋转和旋转度数的命令封装进定制的通信数据帧中；若差值为负值且小于俯仰姿态负角度偏离容忍值，则判断ROV俯仰姿态发生负角度不符合预期的变化，解根据设置的P参数、I参数、D参数解算出补偿装置的舵面需要逆时针旋转与旋转的角度，将输出的舵面逆时针旋转和旋转度数的命令封装进定制的通信数据帧中。

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