水下機器人涉及結構機械

、材料、流體、控製
、能源
、計算機
、水聲等科學和技術的諸多領域。它既可用於海洋水文參數測量
、礦產資源勘測
、深海生物種群調查
、深海基因獲取等海洋工程
，也可用於隱蔽偵查、載荷投送、中繼通信等軍事應用，已經產生了巨大的經濟效益和社會效益

，更具有潛在的應用前景。

　　其中水下機器人家族中的載人潛水器可運載科學家到達深海的海山、熱液
、盆地和洋脊等複雜海底地形進行巡航、懸停、正(zheng)確(que)就(jiu)位(wei)和(he)定(ding)點(dian)坐(zuo)坡(po)作(zuo)業(ye)，使(shi)得(de)人(ren)類(lei)身(shen)臨(lin)其(qi)境(jing)探(tan)求(qiu)深(shen)海(hai)奧(ao)秘(mi)的(de)夢(meng)想(xiang)得(de)以(yi)實(shi)現(xian)
，也(ye)使(shi)人(ren)類(lei)的(de)智(zhi)慧(hui)在(zai)深(shen)海(hai)作(zuo)業(ye)中(zhong)得(de)到(dao)及(ji)時(shi)充(chong)分(fen)的(de)發(fa)揮(hui)。因(yin)此(ci)，深(shen)海(hai)載(zai)人(ren)潛(qian)水(shui)器(qi)技(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)美(mei)
、俄
、法、日等世界各國投巨資爭相研究的熱點。

　　在(zai)深(shen)海(hai)載(zai)人(ren)潛(qian)水(shui)器(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)中(zhong)，兩(liang)個(ge)最(zui)基(ji)礎(chu)性(xing)的(de)控(kong)製(zhi)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)如(ru)何(he)精(jing)確(que)地(di)知(zhi)道(dao)潛(qian)水(shui)器(qi)當(dang)前(qian)的(de)位(wei)置(zhi)，第(di)二(er)個(ge)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)複(fu)雜(za)海(hai)洋(yang)環(huan)境(jing)下(xia)控(kong)製(zhi)參(can)數(shu)如(ru)何(he)自(zi)動(dong)調(tiao)整(zheng)。其(qi)中(zhong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)更(geng)是(shi)載(zai)人(ren)潛(qian)水(shui)器(qi)的(de)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi)。

　　一篇名為“載人潛水器‘蛟龍’號的控製係統研究”的研究論文近期發表於《科學通報》2013年第58卷的增刊Ⅱ，從“蛟龍”號控製係統的角度重點研究了其深海高精度導航
、複雜海洋環境下的控製參數在線調整策略，而且還開發了載人艙內綜合信息顯控、水麵監控、黑匣子數據分析和控製係統測試等平台。成功完成了世界上首次在7000米深度近海底的自動定向、定深、定高
、定速和懸停定位5種(zhong)全(quan)自(zi)動(dong)航(hang)行(xing)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。領(ling)導(dao)該(gai)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)的(de)是(shi)中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)沈(shen)陽(yang)自(zi)動(dong)化(hua)研(yan)究(jiu)所(suo)機(ji)器(qi)人(ren)學(xue)國(guo)家(jia)重(zhong)點(dian)實(shi)驗(yan)室(shi)王(wang)曉(xiao)輝(hui)研(yan)究(jiu)員(yuan)，主(zhu)要(yao)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)包(bao)括(kuo)劉(liu)開(kai)周(zhou)、祝普強、趙洋、崔勝國等。

　　與淺水區域導航不同之處主要在於，淺水區域可以獲得潛水器相對於海底的速度
，而且可以按照一定周期/hangchengfudaoshuimianjinxingxiaozhun

，yincikeyihuodejiaogaodedaohangjingdu。shenhaiquyudedaohangzexuyaochulishengxuedingweisuoguyoudesandianduo，qieguancezhouqiyukongzhizhouqifeitongbudengwenti。

　　該研究的創新之處在於提出了無色自適應卡爾曼濾波的深海高精度導航定位方法。同時為了克服“蛟龍”號參數時變、閉環係統各環節的不確定性問題,借鑒專家控製經驗,研究了基於模糊原理的控製參數在線自動調整的控製策略,以及基於數論的數值處理方法以獲得執行機構的控製量。“蛟龍”號於2009年8~10月、2010年5~7月、2011年7~8月和2012年6~7月分別完成1000,3000,5000和7000米級海上試驗
，並於2013年成功完成首次實驗性應用
，采集了豐富的海底樣品，發現了新的物種，並且經受住了5年70餘次的下潛考驗。試驗結果表明，“蛟龍”號控製係統的功能完善、性能先進、運行穩定可靠
，同時也標誌著我國載人深潛技術和深海資源勘探能力達到國際先進水平。

　　(a)載人潛水器蛟龍號(b)蛟龍號艙內控製係統(c)綜合信息顯控(d)水麵監控

　　該研究也對大深度有人/無人深海裝備的深海高精度導航、複fu雜za環huan境jing下xia水shui下xia機ji器qi人ren的de高gao精jing度du控kong製zhi等deng內nei容rong的de深shen入ru研yan究jiu具ju有you極ji大da的de參can考kao價jia值zhi
，此ci外wai，對dui於yu其qi他ta類lei型xing海hai洋yang工gong程cheng裝zhuang備bei的de研yan發fa也ye具ju有you重zhong要yao的de借jie鑒jian意yi義yi。