本文關鍵詞：無人艇建模及操縱運動仿真的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連海事大學》 2015年

無人艇建模及操縱運動仿真的研究

黃西密  

【摘要】：隨著國際海洋局勢發(fā)展的需要,有關水面無人艇技術的研究正日漸受到世界各國的普遍重視。水面無人艇不僅可以作為維護海洋權益及監(jiān)測海洋環(huán)境動態(tài)的重要工具,而且還能夠在無人員現場操控的情形下執(zhí)行特定的任務,在很大程度上擺脫了需要人在極端的環(huán)境條件下進行工作的限制。因此,針對無人艇的課題研究有著重要的實際意義和應用價值。本文以大連海事大學“藍信”號無人艇為試驗研究對象,主要的研究內容分為以下幾部分：首先,通過分析高速水面無人艇的操縱運動機理,在隨艇附體坐標系中,根據質心運動定理和相對質心運動的動量矩定理推導出了無人艇六自由度運動方程；在此基礎上,采用MMG分離建模思想,將水面無人艇的受力分解為慣性類流體動力、粘性類流體動力、艉機推進力、風干擾力以及波浪干擾力等,并且針對各項分力分別建立了相應的力學模型,并最終完成了水面無人艇六自由度操縱運動數學模型的建立。其次,設計編寫了用于控制“藍信”號無人艇做回轉試驗及Z型試驗的計算機程序,并在適宜海況條件下進行了實艇的回轉試驗及Z型試驗,獲取了能夠反映“藍信”號無人艇真實操縱性能的大量試驗數據,利用遞推最小二乘算法辨識得到了“藍信”號無人艇的操縱運動響應型模型參數,并且通過仿真試驗驗證了參數辨識結果的可行性與合理性。最后,結合模糊控制算法與常規(guī)PID控制算法,設計了一種模糊自適應PID航向控制器,并給出了控制器參數的自適應模糊整定規(guī)則,從而實現了控制器參數的在線自整定。在風浪流干擾的情況下,分別進行了常規(guī)PID航向控制與模糊自適應PID航向控制的仿真,結果表明,該模糊自適應PID控制算法較常規(guī)PID控制算法能夠使水面無人艇的航向控制具有更為良好的動態(tài)響應性能,同時,對參數攝動以及外界環(huán)境干擾都具有非常良好的魯棒性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U661;TP391.9
【目錄】：

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