本文關(guān)鍵詞：水下無人航行器半實物仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著海洋開發(fā)事業(yè)不斷發(fā)展,水下施工和建設(shè)項目越來越多,水下無人航行器(Underwater Unmanned Vehicle,UUV)能夠在水下進(jìn)行觀察、拍攝、打撈、工程作業(yè),因此在海洋開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。論文研究UUV半實物仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn),完成了UUV的地面試驗,對UUV各個子系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行了考察和測試。論文分析了典型UUV的結(jié)構(gòu)組成和工作流程,在此基礎(chǔ)上提出了一種半實物仿真系統(tǒng)方案,系統(tǒng)由仿真服務(wù)器模塊、發(fā)射平臺模擬模塊、控制系統(tǒng)模塊和三維顯示四個部分組成。從實時性、時空一致性、連續(xù)系統(tǒng)離散化三個方面論證了方案的可行性,同時采用面向?qū)ο笤O(shè)計和基于高層體系結(jié)構(gòu)方法提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。論文根據(jù)設(shè)計方案完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計,硬件以計算機(jī)局域網(wǎng)為支持平臺,參與仿真的設(shè)備包括三軸轉(zhuǎn)臺、UUV控制系統(tǒng)、舵機(jī)負(fù)載模擬器、程控壓力裝置、羅經(jīng)等,按照真實UUV的信號規(guī)格、流程采用相應(yīng)的電纜將他們連接起來;仿真管理軟件采用強(qiáng)實時仿真平臺KD-SIM,仿真服務(wù)器模塊、發(fā)射平臺模擬模塊、UUV動力學(xué)模型、三維顯示模塊、多普勒測速儀等模塊采用軟件模擬,各子系統(tǒng)通過構(gòu)建相應(yīng)的類來實現(xiàn),按照統(tǒng)一的接口協(xié)議定義自己的調(diào)用方式,由KD-SIM軟件完成系統(tǒng)的集成、仿真過程的控制、結(jié)果回放,利用對象之間的信息交互實現(xiàn)系統(tǒng)所設(shè)計的功能。論文完成了服務(wù)器和仿真計算機(jī)上的軟件設(shè)計,并對各個子系統(tǒng)進(jìn)行了測試,驗證了系統(tǒng)能夠良好地實現(xiàn)所設(shè)計的功能,為實際控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計、優(yōu)化和UUV的試驗打下了一定的基礎(chǔ)。UUV全過程仿真實驗證明,UUV在控制系統(tǒng)的作用下執(zhí)行了相應(yīng)的彈道,并最終到達(dá)目標(biāo),UUV半實物仿真系統(tǒng)能夠完成其控制系統(tǒng)的仿真試驗和對UUV的航行過程進(jìn)行演示,論文所設(shè)計的半實物仿真系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠,滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.941;TP391.9

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