1. 本选题研究的目的及意义
随着海洋资源开发和水下工程作业需求的不断增长，水下机器人作为一种高效灵活的水下作业工具，其应用范围日益广泛，涉及海洋资源勘探、水下结构物检测与维护、海洋科学研究等众多领域。
水下机器人的运动特性和自稳性是其执行复杂水下任务的关键性能指标，直接影响到作业效率、安全性和任务完成质量。
研究水下机器人的运动特性，旨在深入理解其在水下环境中的运动规律、操纵响应和外部干扰影响，为优化设计、控制策略制定和性能评估提供理论依据。
2. 本选题国内外研究状况综述
水下机器人运动特性和自稳性是近年来国内外学者研究的热点，已经取得了一些重要成果。
1. 国内研究现状
近年来，国内学者在水下机器人运动特性和自稳性方面取得了一定的研究成果，主要集中在以下几个方面：
运动模型研究:国内学者针对不同类型的水下机器人建立了相应的运动学和动力学模型，例如AUV、ROV等，并开展了模型参数辨识、模型简化等研究，为运动控制和仿真分析提供了基础。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究的主要内容包括以下几个方面:
1.水下机器人运动模型的建立与分析研究常用的水下机器人运动学模型，包括欧拉角法、旋转矩阵法、四元数法等，分析其优缺点和适用范围。
研究水下机器人动力学模型，考虑重力、浮力、水动力、附加质量力等因素的影响，建立六自由度动力学模型。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法，逐步深入地开展水下机器人运动特性及其自稳性分析。
首先，进行文献综述，全面了解水下机器人运动特性和自稳性研究现状、最新进展和存在的问题，为研究方向的确定和研究方法的选择提供参考。
其次，建立水下机器人的运动数学模型，包括运动学模型和动力学模型。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.考虑复杂水动力环境：将在水下机器人运动模型中引入更精确的水动力模型，例如考虑粘性效应、自由表面效应等，以更真实地反映水下机器人的运动特性。
2.结合智能算法进行自稳控制：将探索将强化学习、深度学习等智能算法应用于水下机器人自稳控制，通过学习和优化控制策略，提高自稳控制的鲁棒性和适应性。
3.实验验证与优化：将搭建水下机器人实验平台，进行实际环境下的运动特性和自稳控制实验，验证理论分析和仿真结果的有效性，并根据实验数据对模型和控制策略进行优化。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 张宇,王树新,徐会,等.基于改进海马结构仿生水下机器人运动特性分析[J].机械设计与制造,2022(12):1-5.
[2] 孙枫,刘海涛,王帅,等.基于改进粒子群算法的AUV三维路径规划[J].哈尔滨工程大学学报,2022,43(11):1451-1458.
[3] 金强,王宏健,王刚,等.基于改进人工势场法的欠驱动USV航迹跟踪控制[J].中国造船,2021,62(3):126-137.
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