隨著科技和社會(huì)的發(fā)展,簡(jiǎn)單的潛艇航向控制系統(tǒng)已經(jīng)不能在和世界強(qiáng)國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì),需要研究更加先進(jìn)的運(yùn)用現(xiàn)代控制理論和微機(jī)控制的潛艇航向控制系統(tǒng)。本文基于“潛艇模擬操縱系統(tǒng)”項(xiàng)目進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)出了基于滑模控制算法的潛艇航向控制系統(tǒng)。首先,介紹了潛艇常用的兩種坐標(biāo)系,介紹了兩種坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)變換關(guān)系,對(duì)潛艇的空間運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了受力分析,介紹了潛艇運(yùn)動(dòng)的一般方程,介紹了潛艇空間六自由度標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)實(shí)際控制的需要,通過(guò)忽略一些高階水動(dòng)力系數(shù),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行簡(jiǎn)化,保留軸向方程、橫向方程以及偏航方程,將垂直面上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)置零,如垂向速度等,得出潛艇水平面運(yùn)動(dòng)模型。其次,介紹了滑�？刂频陌l(fā)展和現(xiàn)狀,介紹了終端滑模面的設(shè)計(jì)方法,分析了終端滑模面的收斂性能,結(jié)合潛艇水平面運(yùn)動(dòng)模型,詳細(xì)論述了潛艇航向滑模控制算法的計(jì)算公式和推導(dǎo)過(guò)程,給出了潛艇滑模航向控制算法,對(duì)該控制算法進(jìn)行了Matlab仿真,從理論上驗(yàn)證了該滑模航向控制算法的正確性。最后,對(duì)潛艇航向控制系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了介紹,對(duì)潛艇航向控制系統(tǒng)各單元的硬件組成以及軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分模塊詳細(xì)介紹,完成了潛艇航向控制系統(tǒng)的搭建。潛艇航向控制系... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 潛艇自動(dòng)舵國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 滑模變結(jié)構(gòu)理論研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 潛艇水平面運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 坐標(biāo)系定義
    2.3 潛艇空間運(yùn)動(dòng)受力分析
    2.4 潛艇六自由度空間運(yùn)動(dòng)方程
    2.5 潛艇水平面運(yùn)動(dòng)模型
    2.6 本章小結(jié)
3 潛艇航向滑�？刂蒲芯�
    3.1 引言
    3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論概況
    3.3 滑模S函數(shù)設(shè)計(jì)
    3.4 終端滑模趨近律及參數(shù)意義
    3.5 潛艇航向滑�？刂扑惴ㄑ芯�
    3.6 本章小結(jié)
4 潛艇航向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 潛艇航向控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    4.2 顯控單元
    4.3 實(shí)時(shí)仿真控制單元
    4.4 數(shù)據(jù)采集和控制單元
    4.5 閥控舵機(jī)液壓系統(tǒng)
    4.6 本章小結(jié)
5 潛艇航向滑�？刂葡到y(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)
    5.1 潛艇航向控制matlab仿真
    5.2 潛艇航向控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真調(diào)試
    5.3 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]船用舵機(jī)液壓系統(tǒng)分析及典型故障處理[J]. 王孝霖,許歷,韓星星,蘇先明,解強(qiáng).  機(jī)床與液壓. 2015(22)
[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的潛艇水面航向控制研究[J]. 熊瑛,顏俐,許建.  中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[3]潛艇空間機(jī)動(dòng)的多變量滑模模糊控制[J]. 戴余良,林俊興,苗海,劉祖源.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2009(06)
[4]神經(jīng)滑模控制在機(jī)器人軌跡跟蹤中的應(yīng)用[J]. 吳勃,許文芳,陳虹麗.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2009(S1)
[5]基于改進(jìn)粒子群算法的滑�？刂品桨竅J]. 陳志梅,孟文俊,張井崗,曾建潮.  系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2009(05)
[6]永磁同步電動(dòng)機(jī)的無(wú)抖振滑�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王艷敏,馮勇,陸啟良.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2008(05)
[7]自抗擾控制器在潛艇近水面航行深度控制中的應(yīng)用[J]. 何斌,徐亦凡.  船海工程. 2008(03)
[8]AUV近水面運(yùn)動(dòng)的積分變結(jié)構(gòu)控制及仿真[J]. 朱計(jì)華,蘇玉民,李曄,田宇.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2007(22)
[9]抑制滑模抖振的新型飽和函數(shù)法研究[J]. 金鴻章,羅延明,肖真,張曉飛.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]潛艇近水面運(yùn)動(dòng)魯棒控制及仿真研究[J]. 張瑾,連璉,葛彤.  海洋工程. 2006(04)

博士論文
[1]非線性系統(tǒng)的滑�？刂蒲芯縖D]. 王薇.中國(guó)海洋大學(xué) 2005

碩士論文
[1]潛艇近水面航行控制方法研究[D]. 常賽.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[2]潛艇航向智能控制系統(tǒng)[D]. 黃少博.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]潛艇航向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究[D]. 張榮瀚.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3160172