隨著海洋空間中水面及水下作業(yè)任務(wù)逐漸向復(fù)雜化、規(guī)�；较虬l(fā)展,特別是無人智能集群式海洋軍事作業(yè)任務(wù)是今后海洋軍事行動模式的重要發(fā)展方向,水面無人艇集群作為海洋智能機(jī)器人技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物,憑借其海-空界面運(yùn)行的優(yōu)勢,充當(dāng)了立體化海洋空間的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。本文旨在研制開發(fā)一套水面無人艇集群系統(tǒng),主要圍繞系統(tǒng)總體方案設(shè)計、無人艇及其集群控制、系統(tǒng)軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試與試驗(yàn)等方面展開研究。綜合分析系統(tǒng)的控制需求,對系統(tǒng)的總體控制方案進(jìn)行設(shè)計,包括動力分系統(tǒng)、通信分系統(tǒng)、導(dǎo)航定位分系統(tǒng)以及控制分系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)采用集中式的控制架構(gòu),組建無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)岸站與各艘無人艇之間的通信,實(shí)時動態(tài)載波相位差分技術(shù)保證了無人艇的精準(zhǔn)導(dǎo)航與定位,實(shí)現(xiàn)了無人艇的手動遙控、定點(diǎn)鎮(zhèn)定、航跡跟蹤及集群作業(yè)等功能。針對無人艇的定點(diǎn)鎮(zhèn)定與航跡跟蹤問題,從欠驅(qū)動無人艇的水平面運(yùn)動數(shù)學(xué)模型出發(fā),在極坐標(biāo)系中建立跟蹤誤差的動態(tài)模型,并通過虛擬導(dǎo)航艇的“協(xié)助”行為,實(shí)現(xiàn)了水面無人艇航跡跟蹤與定點(diǎn)鎮(zhèn)定的一體化控制。引入一階滑模微分器,解決了虛擬控制量求導(dǎo)引起項(xiàng)數(shù)膨脹的問題。仿真結(jié)果表明,無人艇航跡跟蹤效果顯著,并能在預(yù)期位置自動停泊。... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“Protector”無人作戰(zhàn)艇

“SESAMO”無人艇

的水面無人艇“ROAZ”[9]；意大利 M.Caccia 團(tuán)隊(duì)研制的 SESAMO 無人艇（如圖 1-4所示），主要用于海氣界面能量與物質(zhì)交換研究[10]；美國弗羅里達(dá)大學(xué)研發(fā)的水面無人艇“GSV”，用于特定水域的環(huán)境監(jiān)測與評估[11]；日本的 Yamaha 公司研制的 UMV-O系列的首艇——“Kan-chan”無人艇（如圖 1-5 所示），主要應(yīng)用于大洋寬闊海域進(jìn)行海洋大氣觀測[12]。圖 1-2 “Spartan”高速作戰(zhàn)無人艇 圖 1-3 “Protector”無人作戰(zhàn)艇

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無人艇自適應(yīng)路徑跟蹤控制器的設(shè)計與驗(yàn)證[J]. 文元橋,楊吉,王亞周,張純瑋,周陽.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[2]美軍無人系統(tǒng)蜂群技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J]. 許彪,張宇,王超.  飛航導(dǎo)彈. 2018(03)
[3]基于PLC的小型無人船控制系統(tǒng)的研制[J]. 張少明,崔浩,梁家銓,蔣祖星.  艦船電子工程. 2018(02)
[4]具有輸入飽和的欠驅(qū)動船舶編隊(duì)控制[J]. 林安輝,蔣德松,曾建平.  自動化學(xué)報. 2018(08)
[5]欠驅(qū)動船舶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)路徑跟蹤控制[J]. 楊迪,郭晨,朱玉華,付思.  智能系統(tǒng)學(xué)報. 2018(02)
[6]欠驅(qū)動船舶路徑跟蹤的強(qiáng)化學(xué)習(xí)迭代滑�？刂芠J]. 沈智鵬,代昌盛.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[7]多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行控制研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 宗群,王丹丹,邵士凱,張博淵,韓宇.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[8]領(lǐng)航跟隨法和勢函數(shù)組合的船舶編隊(duì)控制[J]. 李蕓,肖英杰.  控制理論與應(yīng)用. 2016(09)
[9]基于雙天線GPS的高精度姿態(tài)測量應(yīng)用技術(shù)研究[J]. 王宏偉.  自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2016(05)
[10]LabVIEW與S7-1200系列PLC基于Modbus TCP/IP協(xié)議的通信方法[J]. 羅光耀,張龍剛,俞瑞昕.  塑料包裝. 2015(05)

博士論文
[1]欠驅(qū)動水面船舶運(yùn)動的非線性控制研究[D]. 孟威.大連海事大學(xué) 2012
[2]無人艇的非線性運(yùn)動控制方法研究[D]. 廖煜雷.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]艦船編隊(duì)的魯棒自適應(yīng)控制[D]. 彭周華.大連海事大學(xué) 2011
[4]二階非完整性水下機(jī)器人的路徑跟蹤與協(xié)調(diào)控制研究[D]. 向先波.華中科技大學(xué) 2010
[5]欠驅(qū)動水面船舶的非線性自適應(yīng)控制研究[D]. 劉楊.大連海事大學(xué) 2010

碩士論文
[1]淺水區(qū)域無人探測艇編隊(duì)巡航路徑規(guī)劃研究[D]. 包昕幼.華南理工大學(xué) 2018
[2]面向智能工廠的設(shè)備數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 李佳璇.南京航空航天大學(xué) 2018
[3]基于終端滑模的欠驅(qū)動水面船舶航跡跟蹤及編隊(duì)控制[D]. 王昱棋.大連海事大學(xué) 2017
[4]基于滑模的欠驅(qū)動水面船舶編隊(duì)控制[D]. 邱小璐.大連海事大學(xué) 2016
[5]基于LabVIEW的電能質(zhì)量監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)計[D]. 任春麗.湖南大學(xué) 2011



本文編號：3354889