本文關(guān)鍵詞：水面無人艇建模與運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：水面無人艇USV(Unmanned Surface Vehicle)運(yùn)動控制系統(tǒng)是一個(gè)欠驅(qū)動、不穩(wěn)定的非線性系統(tǒng),對其自主航跡跟蹤控制研究依然是現(xiàn)階段國內(nèi)外研究的一大挑戰(zhàn)。水面無人艇具有機(jī)動性強(qiáng)、體積小、隱蔽性強(qiáng)等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),使其在軍事和民用領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用潛力。因此研究開發(fā)水面無人艇自主航行控制系統(tǒng)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。雖然目前國內(nèi)對水面無人艇的建模和運(yùn)動控制已有不少的研究,但是大部分是停留在理論研究階段。本文將采用理論分析與模型仿真相結(jié)合的方式,對水面無人艇的運(yùn)動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究和航行控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)構(gòu)建水面無人艇運(yùn)動控制的軟硬件平臺實(shí)現(xiàn)自主航跡跟蹤。根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,本文主要分為模型建立、控制器設(shè)計(jì)與仿真、實(shí)驗(yàn)平臺搭建和軟硬件設(shè)計(jì)、航跡跟蹤的實(shí)現(xiàn)四部分。首先在前人研究的基礎(chǔ)上,采用傳統(tǒng)的船舶機(jī)理建模的方法建立水面無人艇三自由度運(yùn)動數(shù)學(xué)模型并通過系統(tǒng)參數(shù)辨識法驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性;接著根據(jù)運(yùn)動數(shù)學(xué)模型分別設(shè)計(jì)了PID控制器、魯棒PID控制器和魯棒PID滑�？刂破�,并在Matlab環(huán)境下對不同控制器的控制效果進(jìn)行仿真;然后在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有軟硬件平臺的基礎(chǔ)上,自主搭建水面無人艇實(shí)驗(yàn)平臺和設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng);最后設(shè)計(jì)點(diǎn)對點(diǎn)自主航跡跟蹤和直線航跡跟蹤實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了魯棒PID控制器在水面無人艇航跡跟蹤中的可行性。本文的重點(diǎn)研究在于水面無人艇自主航跡跟蹤控制系統(tǒng)的搭建和基本航跡跟蹤的實(shí)現(xiàn),為后續(xù)水面無人艇的自主避障和平臺的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82;TP273

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王家軍,齊冬蓮;運(yùn)動控制系統(tǒng)的發(fā)展與展望[J];電氣時(shí)代;2004年10期

2 ;運(yùn)動控制系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)[J];現(xiàn)代制造;2008年04期

3 雷美珍;任佳;;“運(yùn)動控制系統(tǒng)”課程建設(shè)的探討[J];中國電力教育;2013年25期

4 ;運(yùn)動控制系統(tǒng)在生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J];現(xiàn)代制造;2002年16期

5 唐宗軍,庫德強(qiáng);串行通信的實(shí)現(xiàn)及在運(yùn)動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];機(jī)械;2005年07期

6 梁志坤;鄭譽(yù)煌;;平面雙軸運(yùn)動控制系統(tǒng)研究[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年04期

7 陳先鋒,舒志兵;現(xiàn)代運(yùn)動控制系統(tǒng)的數(shù)字及網(wǎng)絡(luò)化[J];電氣時(shí)代;2005年03期

8 ;帶有運(yùn)動控制系統(tǒng)的全自動化機(jī)械[J];現(xiàn)代制造;2006年32期

9 劉繼承;田文杰;;懸掛運(yùn)動控制系統(tǒng)[J];電子制作;2006年02期

10 黃濤;程鑫;;基于鍵合機(jī)的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2007年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳光黎;鐘震宇;張嚴(yán)林;林麗娜;;嵌入式運(yùn)動控制系統(tǒng)中前瞻控制技術(shù)的研究[A];廣州市儀器儀表學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

2 趙維Oz;李迪;;基于動態(tài)帶寬分配的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制系統(tǒng)研究[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

3 羅霄;王妍萍;郭飛;宋凌云;;運(yùn)動控制系統(tǒng)在服裝生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用[A];第5屆教育教學(xué)改革與管理工程學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

4 李凱;王少萍;岳榮剛;杜雋;;教學(xué)用四輪月球車運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

5 趙維Oz;李迪;;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制系統(tǒng)中調(diào)度與控制協(xié)同設(shè)計(jì)的研究[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

6 方心宇;虞東海;莊朝暉;甄力;;柔性開放式通用運(yùn)動控制系統(tǒng)及應(yīng)用[A];全國印刷、包裝機(jī)械凸輪、連桿機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會（第6屆全國凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)年會）論文集[C];2005年

7 姜文喜;劉建學(xué);;微波暗室測試運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第三屆數(shù)控機(jī)床與自動化技術(shù)專家論壇論文集[C];2012年

8 楊超;;現(xiàn)代運(yùn)動控制系統(tǒng)的數(shù)字式頻響測試方法[A];第二屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2006年

9 張連山;吳忻生;袁鵬;胡興剛;;基于視覺的PCB板打孔機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2008年中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集（上冊）[C];2009年

10 蔣紅霞;洪永強(qiáng);楊嘉;;基于ADSP-21992的雙軸運(yùn)動控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[A];福建省科協(xié)第四屆學(xué)術(shù)年會——提升福建制造業(yè)競爭力的戰(zhàn)略思考專題學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 姚曉敏;西門子SIMOTION提供系統(tǒng)控制完整解決方案[N];中國紡織報(bào);2007年

2 陸偉;Rotoflex推出運(yùn)動控制系統(tǒng)用于標(biāo)簽檢測[N];中國包裝報(bào);2010年

3 記者 陳永杰;機(jī)器人時(shí)代來了[N];北京科技報(bào);2011年

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1 趙維Oz;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制系統(tǒng)資源調(diào)度研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 云利軍;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制系統(tǒng)行為特性的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

3 林濤;基于精確時(shí)鐘協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年

4 姬帥;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2014年

5 王寶仁;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制系統(tǒng)多軸協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2008年

6 王翰;基于PLCopen規(guī)范的運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2014年

7 胡永兵;雙硅片臺超精密運(yùn)動控制系統(tǒng)的硬件平臺研究[D];華中科技大學(xué);2014年

8 陳月巖;串—并混聯(lián)研拋機(jī)床運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 肖本賢;多軸運(yùn)動下的輪廓跟蹤誤差控制與補(bǔ)償方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方登富;工業(yè)CT四軸運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及誤差分析[D];蘭州大學(xué);2015年

2 田勇;水面無人艇運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2016年

3 朱遠(yuǎn)建;驅(qū)控一體式運(yùn)動控制系統(tǒng)研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

4 鄭禹;基于QNX的開放式運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2014年

5 高明建;面向巡檢應(yīng)用的全向輪式機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院);2016年

6 黃法春;精焊機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)的研制[D];山東大學(xué);2016年

7 王苗苗;基于POWERLINK總線的運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究[D];山東大學(xué);2016年

8 鄭烈心;水面無人艇建模與運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2016年

9 廖晨翔;基于VPX總線的工件臺運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];電子科技大學(xué);2016年

10 陳洪波;三坐標(biāo)測量機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D];西安理工大學(xué);2008年

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本文編號：1254737