Adams与MatlabSimulink联合仿真水下自航行器控制策略

本文探讨了如何通过集成Adams（虚拟样机分析软件）和Matlab/Simulink（控制仿真软件）进行水下自航行器（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）的协同仿真，以解决传统仿真中图形界面、实时性与动力学性能难以兼得的挑战。作者刘贵杰、王猛和何波首先分析了AUV的运动学、动力学和水动力学模型，然后详细介绍了虚拟样机物理模型和控制模型的构建步骤。他们使用该虚拟样机系统对设计的AUV空间动态定位控制算法进行了基于动力学的仿真分析。仿真结果显示，该系统能够实现智能控制与动态控制的交互仿真演示和功能验证，为AUV的图形仿真研究提供了一种新方法，对于深入研究AUV的操纵与控制具有实际意义。 关键词涉及的技术点包括： 1. 水下自航行器（AUV）：这是一种能够在水下自主运行的无人潜水器，用于海洋科学研究、环境监测、海底勘探等多种任务。 2. 虚拟样机：利用计算机软件模拟机械设备或系统的功能和行为，可以预测其在真实环境中的表现，减少实物原型的制造和测试成本。 3. Matlab/Simulink：Matlab是一种强大的数值计算和可视化环境，而Simulink是其扩展工具，用于创建和仿真动态系统模型。 4. Adams：由MSC Software开发的虚拟样机软件，主要用于多体动力学分析，能模拟机械系统的运动和交互作用。 5. 协同仿真：将不同软件工具结合使用，以实现更复杂系统的仿真，如在本例中，Adams处理物理动力学，Matlab/Simulink处理控制系统。 6. 控制算法：用于指导AUV行为的算法，如动态定位控制算法，确保AUV能在水下精确地移动和定位。 7. 实时性：在仿真中，实时性是指系统能够即时响应外部输入或环境变化的能力。 这篇论文介绍了一种创新的AUV仿真方法，通过Adams和Matlab/Simulink的协同工作，实现了对AUV动力学、控制策略的高效仿真，为AUV的设计和优化提供了有力工具。这种方法不仅提高了仿真的精度，还增强了其实时性和用户交互体验，对于AUV技术的发展具有积极的推动作用。