前言

深海底蕴藏着丰富的矿产资源，对其开发手段进行研究，对我国矿产资源的可持续利用，以及深海作业技术的发展，具有重要的战略意义。深海底采矿机器车行走于6000米深海底极稀软沉积物底质，作业环境为无自然光、海底高压的未知复杂环境，其控制质量的好坏直接关系到我国大洋开发战略的实施质量。为此，在国家大洋专项基金——国际海底区域研究开发“十五”项目(DY105-03-02-06)的资助下，本书重点研究了深海底采矿机器车的建模与控制技术。

本书内容主要包括深海采矿及采矿机器车的发展现状，采矿机器车行走特性、运动建模、参数估计、运动控制、实物仿真等。针对深海底采矿机器车高尖三角齿、大沉陷、高打滑率、稀软海底低速作业的特点，开展了有针对性的运动建模和控制策略探讨。

全书共七章，第一章为概述，描述了深海采矿的历史背景及技术现状。第二章介绍了我国矿区的水文和土力学特性，以及用于车辆动力学建模的地面力学技术。第三章在分别建立采矿机器车履带牵引力、运动阻力、运动学、动力学、液压驱动系统模型的基础上，采用MATLAB仿真工具，建立了深海底采矿机器车整体运动模型，并进行了仿真研究。基于第三章的运动模型，第四章采用卡尔曼滤波技术，研究了履带打滑率等机器车关键运动参数的在线估计技术。第五章介绍了深海底采矿机器车运动控制系统。该系统由运动规划单元、运动参数估计、轨迹误差计算、轨迹跟踪控制等模块构成，并给出了一些仿真实验结果。第六章介绍了深海底采矿模型机器车实物仿真系统的开发过程和部分试验研究内容。第七章对前述内容进行了整理总结并提出了有待进一步研究的问题。

因笔者水平有限，书中难免有错漏之处，恳请读者批评指正。

陈峰
2018年5月