1.1目的及意义

拥有着1.8 万公里的海岸线的我国，始终备受外界青睐，并且在渤海以及南海等地有着丰富的矿产资源，所以积极开展海洋工程装备的研发是极其有必要的。尤其是近年来，南海争端和领海主权问题不断受到外界的挑战，唯有加强自身实力，方可捍卫大国荣耀。所以，国家对海洋工程装备的探索与研发的力度逐年上升，尤其是对于深海工程装备更是投入了大量的人力物力，其中深海作业型水下机器人就是最为重要的一环。

人类对于水下机器人的探索始于1953年，受限于当时的科技水平，一直处于缓慢发展的状态。直到上世纪七十年代的中后期，随着数字加工技术、计算机技术等相关领域的快速发展，水下机器人行业才迎来高速发展时期。进入21世纪，随着科技水平的不断进步，水下机器人进入极速发展阶段，直到今天，应用于不同作业环境、具有不同功能的水下机器人已达上千种，现已在海洋资源调查、海底地貌绘制、水下考古、海洋环境绘制、海洋平台构筑、远洋工作站检测与维修、援潜救生、海底布雷扫雷等领域得到了广泛应用。水下机器人作为一种远程遥操作的移动作业载体，为完成对核电水池的焊接作业、潜在焊缝巡查、壁面清洁等工作提供了新思路。为了完成以上的作业任务，要求机器人具备精确的控制器，其中水动力和线缆力对机器人的扰动效应尤为明显，因此，建立融合多种扰动因素的机器人动力学模型，不仅具有学术价值，更是水下机器人系统设计的关键步骤。

1.2国内外研究现状

我国ROV的研究起步较晚，大致经历了起步、合作发展与自主创新三个发展阶段。我国水下机器人的研发起始于20世纪70年代末，中国科学院沈阳自动化研究所展开了我国第一台ROV“海人一号”的研制工作，直至80年代中期，又研发了小型ROV“金鱼”号、“海蟹”号以及“海潜”号等多种类型。

1986年，沈阳自动化研究所从美国佩瑞公司引进了“RECON-IV”中型水下机器人，并成功开展了国产化工作，形成了产品销往海内外。1992 年还与俄罗斯海洋技术问题研究所合作，开展了6000米级自主水下机器人“CR-01”的共同研制工作，并于1995年研制成功。“CR-01”在1995年和1997年曾两赴太平洋多金属结核开辟区开展调查工作, 获得了大量的海底多金属结核录像、照片及声图资料, 为开辟区的资源勘查提供了重要的依据。此外，在“CR-01”的基础上又研发了更能适应复杂地形的“CR-02”。90年代末期，沈阳自动化研究所与意大利Sonsub公司又联合开发了海底行走式 ROV“海星”号，用于海底脐带缆的埋设。

ROV形式的水下机器人具有开架式结构的特点，在机器人内部不仅可以布置推进器、控制箱、电源等设备，而且还可以布置摄像机、灯光、多维云台、简易机械手等装置。因此，该种类型的水下机器人已经具备简单的操作作业能力，应用领域变得更为广泛。

美国海军研究生院在90年代初利用C 语言、Open GL图形库和Open Inventor

为ROV“Phoenix”创建了一个水下虚拟世界（UVW），作为其研究的ROV“phoenix”

的开发环境，以便实时模拟水下环境的显著特征，对ROV性能进行分析。美国的