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搭载无刷电机推进器的ROV滑模控制研究
1
作者 王宝金 韩瑞 许明杰 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第4期167-172,177,共7页
随着对海洋资源的不断探索和开发,越来越多的水下机器人逐渐代替人类进行水下作业。ROV在水下易受到水流、波浪的影响,增加了操控困难性,减弱了系统稳定性。通过建立水下机器人ROV的运动控制模型,利用滑膜控制算法构建滑膜控制器,在MATL... 随着对海洋资源的不断探索和开发,越来越多的水下机器人逐渐代替人类进行水下作业。ROV在水下易受到水流、波浪的影响,增加了操控困难性,减弱了系统稳定性。通过建立水下机器人ROV的运动控制模型,利用滑膜控制算法构建滑膜控制器,在MATLAB/Simulink模块下,对ROV的定深和定艏任务进行仿真分析,获得运动曲线图。同时建立了模糊PID控制器并进行仿真分析,通过对比两种控制器的仿真运动曲线图,ROV定深和定艏运动中使用滑模控制器的控制效果明显优于模糊PID控制器,滑模控制不仅避免了超调现象,具有更强的抗干扰能力和响应速度,能够满足ROV定深与定艏的运动需求。 展开更多
关键词 rov 滑膜控制 运动控制 仿真试验
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基于固定时间二阶滑模的ROV轨迹跟踪研究
2
作者 董煜 武建国 +2 位作者 王晓鸣 梁胜国 刘星辰 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第6期90-99,共10页
针对遥控水下机器人(ROV)在复杂海洋环境中面临的模型不确定性、强耦合特性及外界干扰问题,本研究提出一种基于固定时间扩张状态观测器(FESO)与二阶固定时间自适应多变量超螺旋滑模控制(SFAMSTSMC)的轨迹跟踪控制方法。通过设计FESO对... 针对遥控水下机器人(ROV)在复杂海洋环境中面临的模型不确定性、强耦合特性及外界干扰问题,本研究提出一种基于固定时间扩张状态观测器(FESO)与二阶固定时间自适应多变量超螺旋滑模控制(SFAMSTSMC)的轨迹跟踪控制方法。通过设计FESO对系统集总扰动进行精确估计并实现前馈补偿,结合改进的自适应多变量超螺旋算法动态调整控制增益,在保证系统固定时间收敛性能的同时有效抑制控制抖振。基于Lyapunov稳定性理论,严格证明了闭环系统所有信号在固定时间内有界且轨迹跟踪误差能够收敛至零。仿真实验结果表眀,与传统PID控制和现有二阶滑模控制方法相比,所提出的FESO-SFAMSTSMC控制策略在控制精度、收敛速度和鲁棒性方面均表现出显著优势,同时有效避免了控制输入的抖振现象,为ROV在复杂海洋环境中的高精度轨迹跟踪控制提供了有效的解决方案,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 rov 固定时间控制 高阶滑模控制 超螺旋算法 轨迹跟踪
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基于Gazebo的喷冲式ROV作业仿真与控制验证
3
作者 陈徽 杨柯 王猛 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第6期168-173,共6页
仿真平台可为喷冲式ROV提供快速迭代验证的虚拟环境、优化作业计划、识别并规避潜在风险。本文针对喷冲式ROV搭建了仿真平台,用于算法验证和全流程作业仿真。该平台基于ROS和Gazebo搭建,通过编辑模型与海洋环境文件在Gazebo中集成,实现... 仿真平台可为喷冲式ROV提供快速迭代验证的虚拟环境、优化作业计划、识别并规避潜在风险。本文针对喷冲式ROV搭建了仿真平台,用于算法验证和全流程作业仿真。该平台基于ROS和Gazebo搭建,通过编辑模型与海洋环境文件在Gazebo中集成,实现了作业可视化显示;借助Gazebo中的API编写控制插件、传感器插件以及多作用点扰动力插件模拟ROV的行为、感知和作业扰动力;通过话题通信机制完成Gazebo与ROS之间的实时动态交互;采用PD控制器和跟踪算法完成控制系统设计;最后分析全流程作业状态集、制定作业计划,配置仿真参数完成了全流程仿真。通过仿真实现了作业可视化、多作用点作业扰动力模拟、下潜悬停和循缆跟踪等功能,验证了仿真平台和控制策略的有效性。本文创新性地建立了多作用点扰动力模型;建立了基于插件的模块化仿真框架;设计了基于状态机的全流程作业仿真策略,为深海ROV作业仿真提供了新的技术解决方案。 展开更多
关键词 喷冲式rov Gazebo 全工作流程仿真
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基于CFD的深海轮式ROV水动力分析
4
作者 白传宏 李德威 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期168-175,共8页
[目的]为了更好实现对深海资源探测以及生物样品采集,[方法]从遥控水下机器人(ROV)的使用要求与整体结构出发,设计一款可在6000 m深处海洋作业的爬行兼浮游复合式机器人,基于计算流体力学(CFD)的数值计算分析方法对ROV的水动力特性进行... [目的]为了更好实现对深海资源探测以及生物样品采集,[方法]从遥控水下机器人(ROV)的使用要求与整体结构出发,设计一款可在6000 m深处海洋作业的爬行兼浮游复合式机器人,基于计算流体力学(CFD)的数值计算分析方法对ROV的水动力特性进行数值仿真,并基于整体式水动力模型进行水动力参数求解。[结果]结果表明:该ROV满足克服海下水阻力的要求,拟合得到的水动力系数可为ROV整体结构设计的优化、控制系统的设计提供数据支持。[结论]研究结果可为ROV的设计提供一定参考。 展开更多
关键词 遥控水下机器人(rov) 网格边界条件 水动力分析 计算流体力学(CFD)
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ROV仿真系统设计浅谈
5
作者 林晓 《信息与电脑》 2026年第2期184-186,共3页
水下机器人(Remotely Operated Vehicle,ROV)仿真系统运用先进的计算机技术与仿真算法,在虚拟环境中高度还原真实的水下作业场景,模拟ROV在各种工况下的运行状态。文章主要从运动建模与仿真、视景仿真技术及控制系统仿真这三个维度,详... 水下机器人(Remotely Operated Vehicle,ROV)仿真系统运用先进的计算机技术与仿真算法,在虚拟环境中高度还原真实的水下作业场景,模拟ROV在各种工况下的运行状态。文章主要从运动建模与仿真、视景仿真技术及控制系统仿真这三个维度,详细介绍了ROV仿真系统的原理及基本架构,并对ROV仿真系统的未来发展持积极态度。 展开更多
关键词 rov 仿真系统 运动建模
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ROV发展现状及在海洋石油行业中的应用研究
6
作者 余征宇 《化工管理》 2026年第6期157-160,共4页
为了探究ROV在海洋石油行业中的关键作用与技术演进,分析其在结构检测、设备安装及环境监测等典型场景下的应用特点,研究推进控制、导航定位、任务适配与数据传输等核心技术参数。结果表明,在高黏度流体与复杂流场条件下,推进系统需实... 为了探究ROV在海洋石油行业中的关键作用与技术演进,分析其在结构检测、设备安装及环境监测等典型场景下的应用特点,研究推进控制、导航定位、任务适配与数据传输等核心技术参数。结果表明,在高黏度流体与复杂流场条件下,推进系统需实现推力分辨率优于1.5 N、控制滞后不超过120 ms;导航误差控制在±0.35 m内;数据传输误码率维持在1.4×10^(-4)以内。分析认为,ROV系统正朝高精度、多任务协同与深水智能化方向持续突破。 展开更多
关键词 rov 海洋石油 深海作业
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基于ROV故障统计的ROV设备可靠性分析
7
作者 徐玉宁 田亮 《石油和化工设备》 2026年第1期142-145,151,共5页
ROV(水下机器人)作为海洋工程尤其是深水工程项目的关键设备,其设备运转的稳定性直接关系到项目施工的效率和进度。但ROV在维护调试及水下施工中会出现各种各样的故障,影响ROV的功能使用和项目施工。本文通过对国内某ROV运营公司ROV设... ROV(水下机器人)作为海洋工程尤其是深水工程项目的关键设备,其设备运转的稳定性直接关系到项目施工的效率和进度。但ROV在维护调试及水下施工中会出现各种各样的故障,影响ROV的功能使用和项目施工。本文通过对国内某ROV运营公司ROV设备故障统计数据整理,对ROV设备故障进行分析,确定影响ROV功能完整性及ROV项目运营的关键点,同时形成稳定性分析报告及故障维修完整性管理措施提高ROV设备运营的可靠性。 展开更多
关键词 rov 故障 设备可靠性 帕累托图
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ROV节点勘探项目中的综合导航定位技术
8
作者 佘航 徐玉超 +2 位作者 方守川 秦学彬 何文蔚 《物探装备》 2025年第3期167-171,共5页
随着深海油气资源开发的重要性日益增加,ROV(遥控水下机器人)在复杂环境中作业对导航定位系统提出了更高要求。本文介绍了ROV综合导航系统中INS、USBL、DVL、GNSS等设备的协同原理及在深水项目中的应用成效,并展望了未来智能融合技术的... 随着深海油气资源开发的重要性日益增加,ROV(遥控水下机器人)在复杂环境中作业对导航定位系统提出了更高要求。本文介绍了ROV综合导航系统中INS、USBL、DVL、GNSS等设备的协同原理及在深水项目中的应用成效,并展望了未来智能融合技术的发展前景。 展开更多
关键词 rov 综合导航定位系统 深海作业 海底地震数据采集 rov节点地震采集
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针对大推力下ROV纵倾时的位姿模拟与结构优化
9
作者 许哲 代威 +2 位作者 姜晓爽 曹宇 张舜 《机械设计》 北大核心 2025年第7期66-72,共7页
针对大推力作用下ROV出现的纵倾现象,文中通过采取改变ROV扩展底盘高度、加装尾翼和尾插板措施,达到改善ROV纵倾现象和增加ROV作业多样性的目的。采用XFlow仿真软件对改进前后ROV进行6自由度水动力学分析,模拟静水域下ROV全力直航运动... 针对大推力作用下ROV出现的纵倾现象,文中通过采取改变ROV扩展底盘高度、加装尾翼和尾插板措施,达到改善ROV纵倾现象和增加ROV作业多样性的目的。采用XFlow仿真软件对改进前后ROV进行6自由度水动力学分析,模拟静水域下ROV全力直航运动情况。得到仿真最优解,优化后ROV纵倾比满足使用要求,航行最高速度提高了27.3%。仿真数据为实物制作提供理论支撑,改装后将ROV进行水池试验和外场测试,验证优化结果的正确性和可行性。 展开更多
关键词 rov 纵倾 XFlow 运动位姿 结构优化
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基于监督式DDPG算法的小型ROV运动控制方法
10
作者 黄兆军 张彦佳 +1 位作者 左晓雯 陈泽汛 《自动化与信息工程》 2025年第3期23-29,共7页
针对深度确定性策略梯度(DDPG)算法用于无人遥控有缆水下机器人(ROV)运动控制时,存在学习时间长且难以收敛等问题,提出基于监督式DDPG算法的小型ROV运动控制方法。在DDPG算法的初始学习阶段引入监督学习算法,通过专家经验引导,加快神经... 针对深度确定性策略梯度(DDPG)算法用于无人遥控有缆水下机器人(ROV)运动控制时,存在学习时间长且难以收敛等问题,提出基于监督式DDPG算法的小型ROV运动控制方法。在DDPG算法的初始学习阶段引入监督学习算法,通过专家经验引导,加快神经网络收敛速度,缩短学习时间。仿真试验结果表明,监督式DDPG算法比DDPG算法的控制效果更好。 展开更多
关键词 监督式DDPG 小型rov 运动控制 专家经验 强化学习
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ROV型深海采矿车动力学建模及路径跟踪控制研究 被引量：3
11
作者 陈昱衡 张海成 +2 位作者 邹伟生 李煜 徐道临 《动力学与控制学报》 2025年第2期30-37,共8页
本文针对传统深海采矿系统中履带车操作稳定性差的瓶颈问题,研究了一种新型的遥控水下机器人(ROV)型深海采矿系统,其中ROV型深海采矿车取代了传统的履带式深海采矿车.ROV型深海采矿车由一个ROV和一个采矿机器人(MRT)组成.首先,假设ROV... 本文针对传统深海采矿系统中履带车操作稳定性差的瓶颈问题,研究了一种新型的遥控水下机器人(ROV)型深海采矿系统,其中ROV型深海采矿车取代了传统的履带式深海采矿车.ROV型深海采矿车由一个ROV和一个采矿机器人(MRT)组成.首先,假设ROV保持固定深度拖曳MRT,通过类比自行车模型,以此建立了ROV型采矿车的动力学模型.其次,提出了一种分层路径跟踪控制策略,基于ROV型采矿车的运动学模型,设计了线性模型预测控制器(LMPC)以计算收敛MRT路径跟踪偏差的虚拟控制律,下层PID控制器计算响应虚拟控制律的ROV控制输入.最后,通过数值模拟初步验证了分层路径跟踪控制策略的可行性. 展开更多
关键词 深海采矿 rov型深海采矿系统 动力学建模 路径跟踪控制
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基于粒子群优化的拖曳式ROV深度自抗扰控制方法
12
作者 孙元昊 李彬 +3 位作者 任广鲁 霍文军 王瑞文 李智刚 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第18期75-81,共7页
拖曳式ROV在进行拖曳作业时类似于深海拖曳系统,受限于声学探测设备的要求,拖曳作业时需要对拖曳式ROV的深度进行精确的控制,而传统的深度控制方法控制效果较差。为此提出一种基于粒子群算法优化的拖曳式ROV深度自抗扰控制方法(PSO-ADR... 拖曳式ROV在进行拖曳作业时类似于深海拖曳系统,受限于声学探测设备的要求,拖曳作业时需要对拖曳式ROV的深度进行精确的控制,而传统的深度控制方法控制效果较差。为此提出一种基于粒子群算法优化的拖曳式ROV深度自抗扰控制方法(PSO-ADRC),使用PSO-ADRC算法控制绞车收放缆进而控制拖曳式ROV的拖曳深度。仿真结果表明,PSO-ADRC算法在拖曳式ROV的深度控制中具有动态响应快、稳态精度高、抗干扰能力强的优点,简化了调参过程,为实际应用提供借鉴。 展开更多
关键词 拖曳式rov 深度控制 拖缆 粒子群算法 自抗扰控制 PSO-ADRC
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基于ROV的水下精细探测技术在水闸安全检测的应用 被引量：1
13
作者 魏荣灏 徐达 +1 位作者 龚令平 刘振国 《水电能源科学》 北大核心 2025年第6期158-161,共4页
水闸在防洪、抗旱、供水、灌溉、发电、航运和生态环境保护等方面有显著的经济、社会效益,为保证水闸的安全运行需要定期进行检测。传统蛙人潜水检测方法安全风险大、工作效率低、获取可量测数据困难。因此,提出了一种基于ROV的水下精... 水闸在防洪、抗旱、供水、灌溉、发电、航运和生态环境保护等方面有显著的经济、社会效益,为保证水闸的安全运行需要定期进行检测。传统蛙人潜水检测方法安全风险大、工作效率低、获取可量测数据困难。因此,提出了一种基于ROV的水下精细探测技术,使用ROV搭载高清可见光成像设备和三维图像声呐/水下激光扫描仪获取检测对象的可见光数据和三维点云数据。在某水闸的应用结果表明,ROV可代替蛙人进行检测,获取的清晰影像资料及可量测三维点云数据可为水下隐蔽构筑物安全检测提供翔实的基础数据,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 水闸 安全检测 水下精细探测技术 rov 三维图像声呐
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基于双目-惯性-深度融合的船舶清洗ROV定位系统
14
作者 班慧军 武建国 +2 位作者 王晓鸣 梁胜国 孙通帅 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第19期94-98,共5页
为了提高视觉惯性里程计在船舶清洗机器人上的定位精度,提出一种融合了双目相机、惯性测量单元和深度传感器的水下定位系统。首先,使用基于灰度世界的白平衡算法与暗通道先验算法对双目图像进行预处理,恢复水下图像真实色彩并进行去雾操... 为了提高视觉惯性里程计在船舶清洗机器人上的定位精度,提出一种融合了双目相机、惯性测量单元和深度传感器的水下定位系统。首先,使用基于灰度世界的白平衡算法与暗通道先验算法对双目图像进行预处理,恢复水下图像真实色彩并进行去雾操作,提高特征提取与匹配精度;然后建立深度传感器数学模型,并将深度数据与视觉关键帧进行对齐,从而在视觉惯性联合优化中加入深度约束,获得高精度位姿估计。试验结果表明,相比于ORB-SLAM3-VIO,本文所提双目-惯性-深度里程计的平均均方根误差减小了41.6%。 展开更多
关键词 船舶清洗rov 水下定位 双目-惯性-深度里程计 图像恢复 联合优化
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缆控水下机器人(ROV)关键技术研究 被引量：1
15
作者 王秋琰 《价值工程》 2025年第14期132-134,共3页
随着海洋经济的快速发展和深海资源的逐渐开发,缆控水下机器人(ROV)的应用日益广泛。根据《海洋发展“十四五”规划》,加强海洋科技创新能力、推进深海技术的研发已成为国家战略目标之一。ROV凭借其在高风险水域的操作能力,已成为海洋... 随着海洋经济的快速发展和深海资源的逐渐开发,缆控水下机器人(ROV)的应用日益广泛。根据《海洋发展“十四五”规划》,加强海洋科技创新能力、推进深海技术的研发已成为国家战略目标之一。ROV凭借其在高风险水域的操作能力,已成为海洋工程、资源勘探及环境保护的重要工具。针对此,本文深入研究ROV的关键技术,包括控制系统、动力系统和传感器技术。通过对液压与电动驱动系统的分析,探讨出能源管理和多种传感器的集成与数据处理方法。 展开更多
关键词 水下机器人 rov技术 工作原理 组成
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基于ROV的水下小型生物实时目标检测系统研究
16
作者 李明桂 周焕银 龚利文 《机电工程技术》 2025年第7期119-123,共5页
为解决水下小型生物及障碍物目标检测中存在的实时性和精度问题,提出了一种基于ROV平台的水下小型生物实时目标检测系统。系统结合改进的YOLOv8算法,增强小目标和低对比度背景的特征提取能力,对小目标和模糊边界的检测有显著改进。系统... 为解决水下小型生物及障碍物目标检测中存在的实时性和精度问题,提出了一种基于ROV平台的水下小型生物实时目标检测系统。系统结合改进的YOLOv8算法,增强小目标和低对比度背景的特征提取能力,对小目标和模糊边界的检测有显著改进。系统通过ROV平台的高清摄像头、推进器和传感器实现精准的目标检测,远程监控软件支持实时图像采集和数据监控。实验结果表明,系统在静水池和实际水域中的检测精度为74%~88%,有效识别水草、渔网、管道和暗礁等目标。与传统方法相比,所提系统在复杂水域中表现出更高的检测精度和实时性,验证了其在渔业资源监测、水下生态研究和工程作业中的应用潜力,为水下目标监测提供了高效、精准的技术支持,特别适用于渔业资源勘测和生态环境保护领域。 展开更多
关键词 rov平台 水下目标检测 YOLOv8算法 实时识别 水下环境监测
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基于CFD的多翼型高速ROV的稳定性研究 被引量：1
17
作者 徐海宁 马勋 +1 位作者 敬强 郁飞 《自动化与仪表》 2025年第7期55-61,共7页
该文基于CFD(计算流体动力学)技术,对不同尾翼形状对高速ROV(遥控水下机器人)运动稳定性的影响进行了研究。高速ROV在海底电缆巡检等任务中需具备高稳定性,以应对复杂的水下流体环境。尾翼设计被认为是提升ROV运动稳定性的重要因素,有... 该文基于CFD(计算流体动力学)技术,对不同尾翼形状对高速ROV(遥控水下机器人)运动稳定性的影响进行了研究。高速ROV在海底电缆巡检等任务中需具备高稳定性,以应对复杂的水下流体环境。尾翼设计被认为是提升ROV运动稳定性的重要因素,有利于保持航向和深度。研究采用扁平回转体作为ROV外形,构建仿真模型,并分析了不同攻角下ROV的垂向力系数和俯仰力矩系数,考察了5种尾翼形状(无尾翼、NACA0032、NACA0012、倾角15°的NACA0012、V型尾翼)的稳定性表现。结果显示,NACA0012翼型尾翼设计最能显著提升ROV的稳定性,而无尾翼和V型尾翼在稳定性方面表现较差。该研究为高速ROV的尾翼设计提供了理论支持,建议优选NACA0012翼型以提升ROV的运动稳定性和任务执行能力。未来研究建议结合实验验证,进一步优化尾翼设计。 展开更多
关键词 遥控水下机器人(rov) 计算流体动力学(CFD) 尾翼设计 运动稳定性
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水下清污ROV流场特性分析
18
作者 肖志民 邓忠超 《中国海洋平台》 2025年第5期66-71,96,共7页
为探究不同作业环境下遥控潜水器(Remote Operated Vehicle,ROV)的升力与阻力变化规律,观察ROV周围流场分布演变特征,基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对ROV进行直航、侧航、全向等不同作业姿态下的水动力数... 为探究不同作业环境下遥控潜水器(Remote Operated Vehicle,ROV)的升力与阻力变化规律,观察ROV周围流场分布演变特征,基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对ROV进行直航、侧航、全向等不同作业姿态下的水动力数值分析。结果表明,正向直航中ROV的阻力与升力随来流速度增大而增加,姿态调整时应避免ROV底部平板结构与来流方向垂直,尽可能保持较小攻角姿态,以降低ROV所受的流体阻力。分析结果可为ROV下水作业前提供有效的计算保障,且对进一步研究ROV的水动力性能和流场特性具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 遥控潜水器(Remote Operated Vehicle rov) 水动力 流体阻力 计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics CFD)
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ROV搭载光纤水听器水下搜寻技术应用验证
19
作者 刘雨 唐继蔚 赵二刚 《海洋测绘》 北大核心 2025年第3期41-45,共5页
针对海上失事飞机和船舶黑匣子的快速搜寻与打捞需求,基于一种新研发的深海光纤水听器原理样机及其小体积、低功耗、高耐压的技术特点,开展了遥控水下机器人(ROV)搭载光纤水听器进行水下声信标搜寻定位的应用技术研究。通过湖试验证了... 针对海上失事飞机和船舶黑匣子的快速搜寻与打捞需求,基于一种新研发的深海光纤水听器原理样机及其小体积、低功耗、高耐压的技术特点,开展了遥控水下机器人(ROV)搭载光纤水听器进行水下声信标搜寻定位的应用技术研究。通过湖试验证了该技术具有良好的探测能力和整体性能,实现了对模拟目标3km以上及3°以内的定位精度,为深海黑匣子的搜寻与打捞提供了一种高效、灵活的解决途径,对后续相关工程的实际应用具有重要的指导价值。 展开更多
关键词 光纤水听器 遥控水下机器人 水下搜寻 水下定位 应用验证
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基于YOLOv11的ROV海洋生物检测系统设计与实现
20
作者 孙晔 樊松 +1 位作者 徐佳伟 陈红利 《电子产品世界》 2025年第11期38-42,共5页
随着海洋资源开发与水下作业需求的日益增长,提升无人遥控潜水器(remotely operated vehicle,ROV)的智能化水平成为一项关键课题。为解决水下复杂光学环境引发的光线剧烈衰减、颜色失真、散射效应,以及对比度较低等问题,设计了一款基于Y... 随着海洋资源开发与水下作业需求的日益增长,提升无人遥控潜水器(remotely operated vehicle,ROV)的智能化水平成为一项关键课题。为解决水下复杂光学环境引发的光线剧烈衰减、颜色失真、散射效应,以及对比度较低等问题,设计了一款基于YOLOv11的ROV海洋生物检测系统。实验结果表明,该系统在水下生物检测任务中表现优异,平均精度均值(mean average precision,mAP)达到86.1%,同时在精确率、召回率及综合指标mAP50-95上均实现显著提升。 展开更多
关键词 rov YOLOv11 水下目标检测
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