MATLAB仿生拱泥机器人控制建模仿真与关键参数分析

"基于MATLAB的拱泥机器人控制仿真研究" 本文详细探讨了基于MATLAB的拱泥机器人控制仿真的各个方面，该研究由哈尔滨工程大学孟庆鑫教授提出，旨在应对水下复杂环境作业，如沉船打捞、管道敷设和检测等任务。拱泥机器人利用蠕动原理进行移动，其控制系统的开发极具挑战性。 首先，文章概述了国内外水下机器人与拱泥机器人的发展历史和未来趋势，强调了拱泥机器人在物理样机设计和工作原理上的创新。为了理解机器人的运动行为，作者进行了运动学和动力学的研究，构建了三维运动学模型，并通过MATLAB进行仿真验证，以分析机器人在水下泥土环境中的受力状态。 接着，文章深入到关键组件——气动冲击器的建模与仿真。利用MATLAB的Stateflow工具，对气动冲击器的复杂控制逻辑进行建模和仿真，揭示了其参数对系统性能的影响，为冲击器的优化设计提供依据。 考虑到拱泥机器人在实际作业中面临的不确定性，如环境参数变化、非线性特性及外部扰动，文章采用了参数自调整模糊控制策略。设计了模糊控制器来改善机器人转向行走时的性能，并对拱泥头的动力学模型进行了仿真，为结构设计和部件选择提供了指导。 此外，MATLAB作为一种强大的开发语言，在整个研究中起到了核心作用。MATLAB不仅被用来进行运动学和动力学建模，还用于处理复杂控制逻辑和模糊控制设计，体现了其在虚拟样机技术和计算机辅助设计中的广泛应用。 全文结构清晰，从水下机器人的背景介绍到拱泥机器人的具体研究，再到MATLAB在仿真中的应用，层层深入，为后续的工程样机研制提供了理论和技术支持。关键词包括拱泥机器人、仿真、MATLAB，表明了研究的核心内容。