本文關(guān)鍵詞：一種水空兩棲無人艇的概念設(shè)計(jì)及其航行穩(wěn)定性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來海洋權(quán)益越來越受到各國家的重視，用于海洋資源開發(fā)以及海上巡航和監(jiān)測等用途的船只和海洋結(jié)構(gòu)物成為相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者研究的重點(diǎn)，其中用于海上巡航監(jiān)測的無人艇備受青睞。然而目前的水面無人艇有一個(gè)很大的缺陷是在高海況下無法正常作業(yè)。本文針對(duì)這一情況提出一種水空兩棲無人艇的概念艇型，設(shè)計(jì)并制作了一艘無人艇模型，并通過試驗(yàn)和仿真研究其航行穩(wěn)定性。本文所進(jìn)行的設(shè)計(jì)工作包括概念艇型的論證、主側(cè)體選型、飛行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、水面推進(jìn)系統(tǒng)的選配以及智能控制系統(tǒng)和各系統(tǒng)間的連接裝配的設(shè)計(jì)；航行穩(wěn)定性研究主要包括兩個(gè)方面：一是水面航行的耐波性，二是飛行過程中的姿態(tài)穩(wěn)定性。 耐波性研究主要進(jìn)行橫搖自由衰減試驗(yàn)、縱搖自由衰減試驗(yàn)和自航回轉(zhuǎn)過程中的橫搖試驗(yàn)，建立了包含待定系數(shù)的非線性橫搖運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和考慮垂蕩加速度影響的縱搖運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，對(duì)比通過基于遺傳算法的系統(tǒng)辨識(shí)軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型中的待定系數(shù)進(jìn)行辨識(shí)結(jié)果和通過二階系統(tǒng)的振動(dòng)方程推導(dǎo)出的基于采樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算所得搖蕩運(yùn)動(dòng)的阻尼項(xiàng)和恢復(fù)力矩項(xiàng)的結(jié)果，分析出橫搖運(yùn)動(dòng)的非線性阻尼項(xiàng)和非線性恢復(fù)力矩項(xiàng)隨主側(cè)體間距的變化規(guī)律以及縱搖運(yùn)動(dòng)中垂蕩加速度對(duì)于縱搖阻尼項(xiàng)和縱搖恢復(fù)力矩項(xiàng)的影響隨吃水的變化規(guī)律，并得出了回轉(zhuǎn)過程中橫搖隨不同回轉(zhuǎn)角速度以及不同回轉(zhuǎn)半徑的變化規(guī)律。 姿態(tài)穩(wěn)定性研究是通過matlab軟件的simulink模塊的仿真實(shí)現(xiàn)的，，本文設(shè)計(jì)了用于兩棲無人艇飛行姿態(tài)控制的自抗擾控制的程序，并通過算例驗(yàn)證了該控制程序的有效性和魯棒性。 通過以上研究為今后在高海況下作業(yè)的無人艇設(shè)計(jì)提供了參考和借鑒。
【關(guān)鍵詞】：水空兩棲 無人艇 系統(tǒng)辨識(shí) 耐波性 自抗擾控制
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.70
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• Table of Contents10-13
• 插圖清單13-15
• List of figures15-17
• 附表清單17-18
• List of Tables18-19
• 第1章. 緒論19-28
• 1.1. 課題的目的和意義19-20
• 1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20-27
• 1.2.1. 垂直起降無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)20-23
• 1.2.2. 五體船國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)23-27
• 1.3. 論文主要研究內(nèi)容27
• 1.4. 本章小結(jié)27-28
• 第2章. 兩棲無人艇的概念設(shè)計(jì)與模型制作28-45
• 2.1. 兩棲無人艇的艇型優(yōu)劣性論證28-30
• 2.1.1. 艇型特點(diǎn)28-29
• 2.1.2. 多用途性29-30
• 2.1.3. 經(jīng)濟(jì)性30
• 2.2. 主船體與側(cè)體選型30-33
• 2.2.1. 主船體選型30
• 2.2.2. 側(cè)體選型30-31
• 2.2.3. 兩棲無人艇模型的艇型參數(shù)31-33
• 2.3. 水上推進(jìn)系統(tǒng)選配33-37
• 2.3.1. 主機(jī)33
• 2.3.2. 螺旋槳推進(jìn)器33-34
• 2.3.3. 舵系統(tǒng)34-36
• 2.3.4. 連接軸系36-37
• 2.4. 空氣螺旋槳的設(shè)計(jì)37-41
• 2.4.1. 升力理論37-38
• 2.4.2. 槳葉設(shè)計(jì)38-40
• 2.4.3. 槳葉加工40
• 2.4.4. 槳轂40-41
• 2.5. 智能控制系統(tǒng)41-44
• 2.5.1. Wincon-8741 簡介41-43
• 2.5.2. 系統(tǒng)應(yīng)用的擴(kuò)展模塊43-44
• 2.6. 本章小結(jié)44-45
• 第3章. 兩棲無人艇的靜水搖蕩運(yùn)動(dòng)研究45-55
• 3.1. 搖蕩運(yùn)動(dòng)研究方法45
• 3.2. 基于遺傳算法的系統(tǒng)辨識(shí)45-51
• 3.2.1. 系統(tǒng)辨識(shí)思想46-48
• 3.2.2. 遺傳算法48-50
• 3.2.3. 基于遺傳算法的系統(tǒng)辨識(shí)軟件50-51
• 3.3. 兩棲無人艇的靜水搖蕩試驗(yàn)51-54
• 3.3.1. 試驗(yàn)?zāi)康?/span>51
• 3.3.2. 試驗(yàn)設(shè)備51-52
• 3.3.3. 試驗(yàn)場地52-53
• 3.3.4. 試驗(yàn)方案53-54
• 3.4. 本章小結(jié)54-55
• 第4章. 兩棲無人艇搖蕩運(yùn)動(dòng)結(jié)果分析55-65
• 4.1. 靜水橫搖運(yùn)動(dòng)結(jié)果分析55-61
• 4.1.1. 橫搖運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型55
• 4.1.2. 辨識(shí)方法55-56
• 4.1.3. 辨識(shí)方法可靠性驗(yàn)證56-58
• 4.1.4. 橫搖試驗(yàn)的結(jié)果分析58-61
• 4.2. 縱搖、垂蕩試驗(yàn)的結(jié)果分析61-63
• 4.2.1. 縱搖、垂蕩運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型61
• 4.2.2. 辨識(shí)方法61-62
• 4.2.3. 縱搖－振蕩試驗(yàn)的結(jié)果分析62-63
• 4.3. 本章小結(jié)63-65
• 第5章. 兩棲無人艇的飛行姿態(tài)穩(wěn)定性研究65-82
• 5.1. 兩棲無人艇的懸停姿態(tài)控制模型65-70
• 5.1.1. 兩棲無人艇的姿態(tài)控制原理65-67
• 5.1.2. 兩棲無人艇的姿態(tài)控制系統(tǒng)建模67-70
• 5.2. 兩棲無人艇的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制方法70-73
• 5.2.1. PID 控制簡述70-71
• 5.2.2. 自抗擾控制技術(shù)簡述71-73
• 5.3. 兩棲無人艇的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制 SIMULINK 實(shí)現(xiàn)73-81
• 5.3.1. Simulink 軟件介紹73
• 5.3.2. 自抗擾控制中各個(gè)模塊的 simulink 實(shí)現(xiàn)73-78
• 5.3.3. 兩棲無人艇航行姿態(tài)控制的 simulink 仿真78-81
• 5.4. 本章小結(jié)81-82
• 第6章. 兩棲無人艇在回轉(zhuǎn)過程中的橫搖研究82-87
• 6.1. 試驗(yàn)準(zhǔn)備與方案82-83
• 6.1.1. 試驗(yàn)場地82
• 6.1.2. 試驗(yàn)?zāi)康?/span>82
• 6.1.3. 試驗(yàn)方案安排82-83
• 6.2. 試驗(yàn)結(jié)果分析83-86
• 6.3. 本章小結(jié)86-87
• 第7章. 總結(jié)與展望87-89
• 7.1. 論文工作總結(jié)87
• 7.2. 研究展望87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的科研成果93-95
• 致謝95

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陸洋;趙燦峰;;單傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器概念及其潛在的應(yīng)用價(jià)值[J];國際航空;2010年05期

2 朱敏;楊旭東;;一種涵道螺旋槳性能預(yù)測的CFD方法[J];航空工程進(jìn)展;2011年04期

3 崔健;馬天宇;楊松林;史文強(qiáng);馬連祥;;高速無人船推進(jìn)系統(tǒng)控制參數(shù)組合優(yōu)化分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);2009年09期

  本文關(guān)鍵詞：一種水空兩棲無人艇的概念設(shè)計(jì)及其航行穩(wěn)定性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307243