本文關鍵詞：水面無人艇建模與運動控制系統(tǒng)設計

  更多相關文章： 水面無人艇 機理建模 魯棒PID 魯棒PID滑模 自主航跡跟蹤

【摘要】：水面無人艇USV(Unmanned Surface Vehicle)運動控制系統(tǒng)是一個欠驅動、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)階段國內外研究的一大挑戰(zhàn)。水面無人艇具有機動性強、體積小、隱蔽性強等獨特的優(yōu)點,使其在軍事和民用領域都具有廣闊的應用潛力。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際應用價值。雖然目前國內對水面無人艇的建模和運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合的方式,對水面無人艇的運動數(shù)學模型進行研究和航行控制器進行設計,同時構建水面無人艇運動控制的軟硬件平臺實現(xiàn)自主航跡跟蹤。根據(jù)控制系統(tǒng)設計的要求,本文主要分為模型建立、控制器設計與仿真、實驗平臺搭建和軟硬件設計、航跡跟蹤的實現(xiàn)四部分。首先在前人研究的基礎上,采用傳統(tǒng)的船舶機理建模的方法建立水面無人艇三自由度運動數(shù)學模型并通過系統(tǒng)參數(shù)辨識法驗證了模型的準確性;接著根據(jù)運動數(shù)學模型分別設計了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行仿真;然后在實驗室現(xiàn)有軟硬件平臺的基礎上,自主搭建水面無人艇實驗平臺和設計軟硬件系統(tǒng);最后設計點對點自主航跡跟蹤和直線航跡跟蹤實驗,驗證了魯棒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現(xiàn),為后續(xù)水面無人艇的自主避障和平臺的應用奠定了基礎。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82;TP273

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

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

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

4 ;運動控制系統(tǒng)在生產線上的應用[J];現(xiàn)代制造;2002年16期

5 唐宗軍,庫德強;串行通信的實現(xiàn)及在運動控制系統(tǒng)中的應用[J];機械;2005年07期

6 梁志坤;鄭譽煌;;平面雙軸運動控制系統(tǒng)研究[J];廣東工業(yè)大學學報;2005年04期

7 陳先鋒,舒志兵;現(xiàn)代運動控制系統(tǒng)的數(shù)字及網(wǎng)絡化[J];電氣時代;2005年03期

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

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

10 黃濤;程鑫;;基于鍵合機的運動控制系統(tǒng)設計[J];儀表技術與傳感器;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;張嚴林;林麗娜;;嵌入式運動控制系統(tǒng)中前瞻控制技術的研究[A];廣州市儀器儀表學會2009年學術年會論文集[C];2010年

2 趙維Oz;李迪;;基于動態(tài)帶寬分配的網(wǎng)絡化運動控制系統(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;;運動控制系統(tǒng)在服裝生產設備中的應用[A];第5屆教育教學改革與管理工程學術年會論文集[C];2012年

4 李凱;王少萍;岳榮剛;杜雋;;教學用四輪月球車運動控制系統(tǒng)設計[A];第五屆全國流體傳動與控制學術會議暨2008年中國航空學會液壓與氣動學術會議論文集[C];2008年

5 趙維Oz;李迪;;網(wǎng)絡化運動控制系統(tǒng)中調度與控制協(xié)同設計的研究[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;;柔性開放式通用運動控制系統(tǒng)及應用[A];全國印刷、包裝機械凸輪、連桿機構學術研討會（第6屆全國凸輪機構學術年會）論文集[C];2005年

7 姜文喜;劉建學;;微波暗室測試運動控制系統(tǒng)設計[A];第三屆數(shù)控機床與自動化技術專家論壇論文集[C];2012年

8 楊超;;現(xiàn)代運動控制系統(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板打孔機運動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[A];2008年中國高校通信類院系學術研討會論文集（上冊）[C];2009年

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

中國重要報紙全文數(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;2007年

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

3 記者 陳永杰;機器人時代來了[N];北京科技報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 趙維Oz;網(wǎng)絡化運動控制系統(tǒng)資源調度研究[D];華南理工大學;2010年

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

3 林濤;基于精確時鐘協(xié)議的網(wǎng)絡運動控制系統(tǒng)的研究[D];河北工業(yè)大學;2007年

4 姬帥;網(wǎng)絡化運動控制系統(tǒng)的關鍵技術研究[D];山東大學;2014年

5 王寶仁;網(wǎng)絡化運動控制系統(tǒng)多軸協(xié)同關鍵技術研究[D];山東大學;2008年

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

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

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

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

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

2 田勇;水面無人艇運動控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];大連海事大學;2016年

3 朱遠建;驅控一體式運動控制系統(tǒng)研究[D];浙江理工大學;2016年

4 鄭禹;基于QNX的開放式運動控制系統(tǒng)的設計[D];東北大學;2014年

5 高明建;面向巡檢應用的全向輪式機器人的運動控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];中國科學院大學(工程管理與信息技術學院);2016年

6 黃法春;精焊機運動控制系統(tǒng)的研制[D];山東大學;2016年

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

8 鄭烈心;水面無人艇建模與運動控制系統(tǒng)設計[D];華南理工大學;2016年

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

10 陳洪波;三坐標測量機運動控制系統(tǒng)設計與仿真[D];西安理工大學;2008年

，

本文編號：1254737