Add to ORKG随着人类对海洋资源的逐步探索，水下机器人的作用越来越受到世界各国的重视。作为水下机器人的重要组成部分，水下机械手集机械、电子、液压技术为一体，协助机器人在恶劣的海洋环境下完成各种作业任务。本文面向水下机械手电液控制系统，在水下机械手系统建模、运动控制及其系统实现等方面开展了相关的研究工作。 根据水下机械手系统工作的特点，设计了以恒压变量泵供油，多路并联的液压控制系统，搭建了控制系统硬件平台。整个系统以水面主手为操纵控制源，直接操作从手。系统由ARM微处理器配置信息资源，以液压泵和电液伺服阀作为驱动系统，控制关节液压执行器(液压缸和液压马达)动作而完成作业任务。 建立了水下机械手电液控制的系统模型，运用Simulink软件对水下机械手两类关节的电液位置伺服系统进行了仿真研究，结果表明：系统幅值和相位裕度虽有相当的储备，但系统响应缓慢，性能需要进一步的优化。 针对水下机械手自身数学模型的动态改变性，以及动力学模型的非线性和关节之间强耦合点特点，采用了单关节增量式PID控制算法，对机械手关节分别进行独立的分散控制。同时，开展了增量式PID控制算法的仿真分析，结果表明：系统响应迅速，跟随性良好，动态性能得到有效提高。 在系统建模和仿真分析的基础上，探讨了水下机械手电液控制系统软件系统的具体实现，并开展水下机械手控制系统现场实验验证。实验结果表明：采用增量式PID控制算法可以有效满足机械手位置控制需要，且机械手定位准确，角度误差小；多关节姿态控制动作协调，末端定位准确，进一步验证了独立分散控制策略的有效性