海洋生物，如海星。
由潜水员来消除这种生物是危险和低效的。
本文提出了种新颖的遥控潜水器平台，对于机器人的应用，以捕捉有害的海洋生物。
所提出的水下机器人平台有个可旋转推进器来实现悬停运动，克服海流和机械手的反作用力。
提出了设计过程并且基于设计的原形进行了组装。
完成了动态模型的推导而且综合了基于逆推原理的非线性控制器。
仿真的结果表明了悬停运动，可以保持静态位置和机器人克服海流运动方向的可能性。
Ⅰ介绍许多移动领域的机器人最近被设计为在困难的环境中开展各种任务。
移动领域的机器人可以帮助工人进行危险的活动。
水下对于人类来说是比较困难的环境。
各种水下机器人已经开发进行水下的任务，如海洋生态，深海的勘探，海底的挖掘，以及海底管道的检验。
韩国南部的海岸由于海星面临相当大的麻烦，这是入侵物种而且是惊人的食客。
最重要的是，作为种非食肉动物，阿穆尔海星，如图所示，对于贝类造成了显著破坏。
海星胃口很大，并且有很好的繁殖潜力和再生能力。
它在韩国海域不存在自然天敌也是个突出的问题。
联合国和国际海事组织已经把还行列为全球有害生物之。
水产养殖者和潜水员不断向消灭海星。
个潜水员天可以手工采集海星，如图所示。
然而，这项工作非常辛苦，而且效率低下。
水下工作总是会有意外的风险和减压病。
用潜水器潜水中，个潜水员利用个空气储蓄器可以下潜分钟和深达的深度。
往往个水下任务结束后，些潜水员就会抱怨肌肉骨骼病，皮肤病，和排尿困难的疾病等。
韩国女子潜水鱼屏气潜水者。
个这样的潜水员可以在深达米的水中通过摒住呼吸潜水分钟。
她们都患有慢性头痛和肌肉骨骼疾病，因为每天都要反复潜水小时。
现有的水下机器人可以被认为是此类人物的替代方法，但是该机器人还没有进行这类工作的优化。
大部分小巧的水下机器人被开发用作检查工作，他们的负载较低。
执行特殊的水下任务需要悬停能力。
海流和机械手的反作用力是主要的障碍。
机器人平台可以在工作区内保持运动和方向，避免这些障碍。
坂上先生等使用旋转浮标来控制水下运载机械手。
这个系统只有个自由度。
等使用了内置于机器人中的移动电源来控制俯仰角。
由于电池重量的限制它的载荷较低。
本文提出了种具有个可转动推进器来同时保持位置和方向的机器人平台的新颖设计。
对于空间效率，这个推进器位于个水平面上海星捕捞的机械手或者个驱动轮可以配备在机器平台的底部或者顶部。
完成了模型的动态推导，并且控制设计是基于非线性系统。
最后，基于设计进行了机器人的相关装配。
Ⅱ问题定义工作环境的情况在韩国的南部海岸，海星生存的海水平均深度是米，并且贝类养殖场的海底相对平坦。
海流的速度低于.并且海水的透光度超过.米。
阿穆尔海星本身的粘着力很小。
它也不能快速移动，因此它会经常利用海流来移动。
由于它们数量巨大，因此会群组式的生存。
满足的要求机器人的宽度必须小于，长度要小于，并且高度要小于。
为了在没有发射装置的情况下，可以个人控制机器人，它的重量必须低于千克力.。
水中的最小负荷是千克力。
最小的游泳速度是。
机器人平台可以在工作区内保持运动和方向，避免水下工作中的海流和机械手的反作用力。
Ⅲ平台设计机构设计如图所示，我们提出了种使用个旋转推进器的新型水下机器平台。
这个推进器可以沿着如图中的绿线的轴向旋转，并且每两个推进器可以同步旋转。
然后，机器人平台可以实现空间的个自由度，如图所示。
每个推进器都可以产生小于.千克力的推力。
主体设计成框架结构。
框架使用聚合物制造而成的，图中是用蓝色表示的。
在这个框架的基础上，装备上用有机玻璃做的每个部分。
黄色部分的浮标装在装置的顶部和底部，使用高分子聚丙烯制作的。
平台上面和下面的对接机构部分是用来装载机械手或者其他捕捞海星的装置。
整个机器人装置在深以内，承受压力内是防水的。
电子与通信表总结了水下平台电子单元的规格。
使用了和两种类型的能源供应。
装置通过基于电脑端的遥控进行操作控制。
推进器的驱动程序和直流伺服电机的驱动程序通过数模转换器板进行联系。
直流电机驱动基于总线进行通信。
平台最后的输入输出超正析象管串行物理接口信号转化成串行物理接口信号，然后通过外部控制器进行通信。
这个机器人需要个轴的姿态控制和关于目标的相对位置作为实际的驱动，因为它可以由控制者进行手动控制。
感觉系统由惯性测量单元，测试下潜深度的测压传感器，和两个照相机。
的输出显示了个轴的欧拉角，压力传感器给出了深度位置。
两个具有立体视觉的摄像机是为了通过视觉伺服算法对于机器人的相对位置进行计算。
水下机器人平台的原型平台的原型如图进行装配，在水槽中的工作下潜测试如图所示。
表总结了原型的参数。
平台在空气中的总重量是.千克力。
平台浮标在净水中的浮力设置为千克力。
整个机器人被设计成近中性浮力。
如果体框架结构是附加于连接推进器中心的对角线的交叉点上的，那么重心和浮心与最开始的体框架架构的几乎致。
如表Ⅱ所示。
非对角的惯性矩，比对角的要小得多，因为整体的形状是有个对称面的。
Ⅳ动力模型运动方程通常来说，在固地参考系中个自由度非线性运动方程如下表述η是由刚体和附加质量组成的惯性矩阵，η是由刚体和附加质量组成的科里奥利力和向心矩阵，η是重力和浮力，η是包括推力向量的外力和力矩向量，η是固地坐标系中的位置和方向矢量，是固定刚体坐标系中的线速度和角速度。
推力矢量示意图额外的力和力矩包括推力和力矩矢量以及干扰的力和力矩矢量，如下其中的是推理和力矩矢量，是干扰因素，例如海流和操纵器的反作用力。
推力和力矩矢量根据推进器的位置和方向进行定义。
来源于下列的向量关系其中的是变换矩阵，是通过推进器的旋转角度映射相关矩阵的推力向量。
推力矢量示意有着很高的非线性度，因为输入总量的个输入，推进器的角度包含于推力向量映射矩阵中。
Ⅴ控制设计机器人平台的目的是静止悬停运动。
当发生了位置和方向上的位移，控制器就会计算合适的输入和反馈。
个主要的问题是非线性的推力向量映射。
有着合适输出的输入不能够获取，因为式有零列。
相似的问题在有着四个倾斜螺旋桨的四轴飞行器和转向轮式移动机器人的变异问题上得到了解决。
这篇论文是通过反推控制方法来解决零列的问题。
关于位置和方向错误的输入力和力矩如下表示其中ηη是恒定增益矩阵。
在用代替后，李亚普诺夫函数如下定义其中。
之后反推控制规律就知道了在这里，如果，那么上面的反推控制就可以保证其稳定性，如下其中，是正常数。
用取代和，我们可以如下描述输入向量关系的导数其中输入向量前面的矩阵是满秩的，并且输出的结果可以通过转换矩阵得到。
Ⅵ仿真模拟仿真通过在第Ⅳ部分提到的动力模型上应用位置控制器来描述机器平台的悬停运动，并且海流在整个系统中被看作是干扰项。
仿真参数，例如增益，在表格Ⅲ中进行了相关的总结。
海流海流速度的平均速度是通过阶的高斯马尔科夫方程生成的。
海流速度通过下列的微程表示其中是个零均值白噪声系列。
速度限制在海里小时。
固地坐标系中的海流速度可以通过在图中描述的攻角和侧滑角得到，来源如下其中是固地坐标系中海流速度关于坐标轴的分量。
海流速度通过相对速度关系包含于动力模型中。
水下的仿真模拟在第个仿真中，悬停运动通过只有侧滑角的海流中测试。
理想的位置和方向矢量η是，并且侧滑角是。
第二个仿真是在只有攻角的水下进行测试的，攻角的角度是。
第个仿真的结果在下面的图中其中是轴位置，是轴位置，是偏航角。
第二个仿真的结果如图中的所示其中是轴位置，是横摇角，是桨距角。
海流的攻角比侧滑角对于机器人控制的影响要大，这是因为平滑的机器人整体。
当攻角和侧滑角在系统中同时存在时，控制器无法保持稳定状态。
在水下保持个合适的桨距角在这个仿真中，对于机器人平台关于合适的桨距角的保持能力在水下进行了测试。
理想的位置和方向矢量η是，攻角是，侧滑角是。
桨距角被很好的控制，如图中的，并且横摇角也是稳定的，如图中的。
然而和轴的位置，以及偏航角不是稳定的状态。
未来的工作首先，为了完成稳定的自由度位置控制，需要进行精确的调整。
其次，通过对比控制设计来探索合适的鲁棒性控制设计方法。
然后，需要进行真实水下的实验测试。
捕捉装置的设计和组装对于实现实验的主要目标也是非常重要的。
Ⅶ结论这篇论文，提出了装备个旋转推进器的水下机器人平台。
利用个旋转推进器机构实现了悬停的自由度运动。
制造了机器人的原型，并且进行了基本的测试。
提出了动力模型，运动方程和非线性推力矢量。
（外文翻译）利用旋转推进器盘旋的新型水下机器人的发展（外文+译文）
