开源基准测试模拟器：BlueROV2 水下机器人的控制（参考轨迹修改）

        论文中所述，定桩为直径6m，深25m的圆筒，现将轨迹修改为直径3.5m，螺旋上升的轨迹，上升高度为25m。使其可以绕柱螺旋上升。由于没有找到原轨迹参数的设置部分，现设计新的变量进行参考轨迹的设计。设置Etext、Ntext、Dtext分别为东、北、下三维向量的参数。

1.参数向量赋值

可直接在MATLAB命令行窗口输入一下命令来赋予Etext、Ntext、Dtext变量的值。

% 参数定义
r = 7/2;            % 圆柱半径 (直径7米)
H = 25;             % 总深度
n_cycles = 5;       % 螺旋圈数
T_total = 100;      % 总时间（秒）
Fs = 200;            % 采样率（Hz）

% 生成时间序列
t = 0:1/Fs:T_total; % 时间向量（0到T_total秒）
num_points = length(t);

% 计算时间相关的角度参数
theta = 2*pi * n_cycles * t / T_total; % 角度随时间线性增长

% 生成三维坐标的 timeseries 对象（1x1 double 类型）
Etext = timeseries(r * cos(theta), t, 'Name', '东方向');
Ntext = timeseries(r * sin(theta), t, 'Name', '北方向');
Dtext = timeseries(H - (H / T_total) * t, t, 'Name', '深度');

% 设置元数据（可选）
Etext.DataInfo.Units = '米';
Ntext.DataInfo.Units = '米';
Dtext.DataInfo.Units = '米';
Etext.TimeInfo.Units = '秒';
Ntext.TimeInfo.Units = '秒';
Dtext.TimeInfo.Units = '秒';

% 验证 timeseries 属性
disp('Etext 的 timeseries 属性:');
disp(Etext);
disp('Ntext 的 timeseries 属性:');
disp(Ntext);
disp('Dtext 的 timeseries 属性:');
disp(Dtext);

% 可视化（以Etext为例）
% 三维轨迹动画（可选）
figure;
plot3(Etext.Data(:), Ntext.Data(:), Dtext.Data(:), 'k'); hold on;

xlabel('东方向 Etext'); ylabel('北方向 Ntext'); zlabel('深度 Dtext');
title('螺旋路径实时演示');
grid on; view(-30, 30); axis equal;

% 保存到工作区或文件（可选）
assignin('base', 'Etext', Etext);
assignin('base', 'Ntext', Ntext);
assignin('base', 'Dtext', Dtext);
% save('spiral_timeseries.mat', 'Etext', 'Ntext', 'Dtext');

2. 修改起点

修改bluerov起点位置为（0,3.5,25）

3.修改Rate Limitate

原Rate Limitate导致轨迹进行速率限制，从而使我们设置的轨迹发生变化，例如原N方向的上升下降沿限制信号限制为0.2和-0.2。

从而导致我们的参考轨迹输出发生变化。

我们可以修改上下沿限制，例如提高至2和-2。 

参考轨迹目前可以正常上传，当前滑膜控制参数下轨迹效果如下

4.偏航方向修改

偏航方向设置为沿参考轨迹方向前进

r = 7/2;            % 圆柱半径 (直径7米)
H = 25;             % 总深度
n_cycles = 5;       % 螺旋圈数
T_total = 100;      % 总时间（秒）
Fs = 200;           % 采样率（Hz）

% 生成时间序列
t = 0:1/Fs:T_total; % 时间向量（0到T_total秒）
num_points = length(t);

% 计算时间相关的角度参数
theta = 2*pi * n_cycles * t / T_total; % 角度随时间线性增长

% 生成三维坐标的 timeseries 对象
Etext = timeseries(r * cos(theta), t, 'Name', '东方向');
Ntext = timeseries(r * sin(theta), t, 'Name', '北方向');
Dtext = timeseries(H - (H / T_total) * t, t, 'Name', '深度');

% 计算偏航角（Yaw），始终沿轨迹前进，并确保单位为 **弧度**
yaw = -unwrap(atan2(Ntext.Data, Etext.Data)); % 直接使用弧度 
Ytext = timeseries(yaw, t, 'Name', '偏航角');

% 设置元数据（可选）
Etext.DataInfo.Units = '米';
Ntext.DataInfo.Units = '米';
Dtext.DataInfo.Units = '米';
Ytext.DataInfo.Units = '弧度';  % 偏航角单位改为弧度
Etext.TimeInfo.Units = '秒';
Ntext.TimeInfo.Units = '秒';
Dtext.TimeInfo.Units = '秒';
Ytext.TimeInfo.Units = '秒';

% 验证 timeseries 属性
disp('Ytext 的 timeseries 属性:');
disp(Ytext);

% 可视化偏航角变化（单位：弧度）
figure;
plot(t(:), Ytext.Data(:), 'r'); % 直接绘制弧度值
xlabel('时间 (s)'); ylabel('偏航角 (rad)');
title('水下机器人沿螺旋轨迹的偏航角变化（弧度）');
grid on;

% 保存到工作区或文件（可选）
assignin('base', 'Etext', Etext);
assignin('base', 'Ntext', Ntext);
assignin('base', 'Dtext', Dtext);
assignin('base', 'Ytext', Ytext);
% save('spiral_timeseries.mat', 'Etext', 'Ntext', 'Dtext', 'Ytext'); 

5.修改推力上下限 

经过多次参数修改，发现轨迹始终含有偏差，查看推力大小发现推力限制导致无法快速进行跟踪轨迹。将推力限制扩大3倍后，轨迹比较吻合。

参考轨迹（黄）和实际轨迹（红）图