水下滑翔蛇形機器人研究取得進展

近日，中國科學院瀋陽自動化研究所研製出一種結合水下滑翔機和水下蛇形機器人特點的水下滑翔蛇形機器人，該機器人可以實現凈浮力驅動的滑翔運動和關節力矩驅動的多種遊動步態，具有續航能力強和機動強的優點，相關研究成果近期發表於Science China-Information Sciences。

針對水下滑翔蛇形機器人的滑翔運動系統存在系統非線性耦合；實際流體不確定性、感測器測量雜訊、執行器誤差等引起的擾動，可能影響系統的跟蹤效果；部分狀態量（比如滑翔速度）較難通過感測器直接測量等問題，瀋陽自動化所仿生機器人課題組研究人員提出了非線性閉環控制系統框架概念。通過解耦和反饋線性化，把複雜的非線性系統轉化為等效的線性形式，然後基於趨近律方法設計滑模控制器，降低抖動並且實現魯棒控制。通過無跡卡爾曼濾波器，對測量雜訊進行濾波和對未知狀態量進行估計，該方法通過無跡變換處理均值和協方差的非線性傳遞問題，保留了系統高階項，具有精度高、穩定性強的優點。提出的閉環控制框架對一些其他非線性系統具有一定的通用性。

該研究得到國家重點研發計劃的支持。

滑翔運動

蛇形遊動

基於無跡卡爾曼濾波器的滑模控制系統

來源：中國科學院瀋陽自動化研究所

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