基于 Matlab 与 Simulink 搭建的六自由度水下机器人运动模型
摘要：本文基于 Matlab 与 Simulink 软件平台，利用滑模控制理论，搭建了一个六自由度水下机器
人运动模型，并实现了轨迹无差度跟踪效果。该模型使用了 S-function 和 Matlab function 进
行构建，并提供了大量的注释说明和说明文档。
1. 引言
水下机器人作为一种新兴的智能机器人，广泛应用于海洋勘探、海底资源开发等领域。为了实现水下
机器人的精确控制与运动规划，本文基于 Matlab 与 Simulink 软件平台，通过搭建六自由度水下机
器人运动模型，并采用滑模控制算法，实现了轨迹无差度跟踪效果。
2. 模型构建
六自由度水下机器人运动模型的构建是本文的关键内容之一。通过 Matlab 与 Simulink 软件平台提
供的图形化界面和功能模块，我们可以方便地搭建各种机器人模型，并进行仿真和控制。
在本文中，我们采用 S-function 和 Matlab function 两种方式构建水下机器人模型。S-
function 是 Simulink 软件提供的一种自定义功能模块，可以通过编写 C 或者 C++代码来实现特
定的功能。而 Matlab function 是利用 Matlab 语言编写的函数模块，可以方便地实现复杂的算
法和计算。
为了实现轨迹无差度跟踪效果，我们在模型中引入了滑模控制算法。滑模控制是一种具有强鲁棒性的
控制方法，可以有效抵抗外界干扰和不确定性，并实现高精度的跟踪效果。通过对水下机器人的各个
自由度进行滑模控制，我们可以实现复杂轨迹的无差度跟踪。
3. 结果分析
本文基于搭建的六自由度水下机器人运动模型进行了仿真实验，并对控制效果进行了分析和评估。通
过实验结果，可以看出滑模控制算法在轨迹跟踪方面具有较高的精度和鲁棒性。
此外，我们还通过 S-function 和 Matlab function 的互相替换使用，验证了模型的可靠性和灵
活性。无论是使用 S-function 还是 Matlab function，都能够实现六自由度水下机器人的运动
控制，并且具有较好的可读性和可维护性。
4. 文档说明
为了方便使用和理解，我们为搭建的六自由度水下机器人运动模型提供了大量的注释说明和说明文档
。通过阅读注释说明文档，用户可以快速了解模型的各个部分的功能和作用，以及如何根据实际需求
进行修改和扩展。
