水下無人航行器（Unmannd Underwater Vehicle,UUV）在海洋科學(xué)調(diào)查、水下目標(biāo)勘察、搜救打撈等方面已經(jīng)成為了一種強(qiáng)有力的工具,并且隨著人們對(duì)海洋開發(fā)力度的加大,而顯現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。然而受到能源的限制,目前的UUV都不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作。針對(duì)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和水下潛伏等任務(wù),為了在有限的能源下延長(zhǎng)工作時(shí)間,本文對(duì)UUV的坐底策略和控制方法進(jìn)行了研究。分析研究了UUV坐底所需要的功能和環(huán)境約束,結(jié)合在實(shí)際坐底過程會(huì)遇到的問題,設(shè)計(jì)了一種UUV坐底控制策略,并針對(duì)坐底過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究。主要包括以下幾個(gè)方面:首先,分析了UUV著陸坐底的約束條件,設(shè)計(jì)了UUV分階段的坐底策略與控制流程。通過從能源、導(dǎo)航和環(huán)境擾動(dòng)方面考慮得到了UUV坐底所需要具備的功能;從坐底的安全性和穩(wěn)定性方面考慮,得出了坐底的約束條件。對(duì)應(yīng)坐底式UUV的功能需求給出了系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),結(jié)合坐底任務(wù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了分階段實(shí)現(xiàn)的坐底策略和坐底控制流程。其次,設(shè)計(jì)了基于海底地形高程平差模型的UUV坐底點(diǎn)選擇方法。針對(duì)坐底位置的選取問題,設(shè)計(jì)了基于多波束聲吶的海底地形構(gòu)建方法。UUV通過按照梳... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 具備坐底值守功能的UUV研究現(xiàn)狀
    1.3 UUV坐底策略與位姿控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 水下潛器坐底技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 水下無人航行器位姿保持技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 UUV坐底任務(wù)分析與策略設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 著陸坐底式UUV功能需求分析
        2.2.1 UUV坐底的節(jié)省能耗需求分析
        2.2.2 UUV坐底的導(dǎo)航定位需求分析
        2.2.3 UUV坐底過程變浮力需求分析
        2.2.4 UUV坐底的位姿保持需求分析
    2.3 UUV坐底任務(wù)的環(huán)境約束條件分析
        2.3.1 UUV坐底的海底地形與底質(zhì)約束
        2.3.2 UUV坐底的海流約束
        2.3.3 UUV坐底的海深約束
    2.4 具有坐底功能UUV組成結(jié)構(gòu)
    2.5 UUV坐底的策略與流程設(shè)計(jì)
        2.5.1 大深度海底著陸策略設(shè)計(jì)
        2.5.2 大深度海底坐底控制流程設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 海底局部地形構(gòu)建與坐底位姿選取
    3.1 引言
    3.2 海底局部地形模型的構(gòu)建
        3.2.1 UUV多波束聲吶的探測(cè)原理與系統(tǒng)組成
        3.2.2 多波束探測(cè)數(shù)據(jù)處理
        3.2.3 多波束聲吶的選取與海底局部地形構(gòu)建
    3.3 非平整地形下坐底位置的選擇
    3.4 定向流下的坐底艏向選取
    3.5 本章小結(jié)
第4章 UUV坐底過程建模與分析
    4.1 引言
    4.2 UUV運(yùn)動(dòng)建模
        4.2.1 坐標(biāo)系的建立及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
        4.2.2 UUV水下著陸時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型
    4.3 UUV坐底作業(yè)任務(wù)過程的干擾分析
        4.3.1 浮力變化分析
        4.3.2 海流干擾分析
    4.4 浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)與推力分配
        4.4.1 浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)
        4.4.2 UUV的推力分配
    4.5 UUV動(dòng)力學(xué)模型的仿真驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 海流干擾下UUV著陸坐底控制方法
    5.1 引言
    5.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制方法概述
        5.2.1 滑�？刂品椒ㄔ赨UV坐底過程中的適用性分析
        5.2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理
        5.2.3 UUV滑模動(dòng)態(tài)控位控制結(jié)構(gòu)
    5.3 海流干擾下UUV艏向控制器設(shè)計(jì)
        5.3.1 海流干擾下UUUV艏向控制結(jié)構(gòu)
        5.3.2 UUV艏向控制器的設(shè)計(jì)
        5.3.3 UUV艏向控制器驗(yàn)證
    5.4 UUV滑模動(dòng)態(tài)位置保持控制器的設(shè)計(jì)
        5.4.1 UUV動(dòng)態(tài)位置保持控制結(jié)構(gòu)
        5.4.2 UUV滑模動(dòng)態(tài)位置保持控制器設(shè)計(jì)
        5.4.3 UUV滑模動(dòng)態(tài)位置保持控制器驗(yàn)證
    5.5 不平衡力作用下UUV縱傾控制器設(shè)計(jì)
        5.5.1 不平衡力作用下UUV縱傾控制器結(jié)構(gòu)
        5.5.2 縱傾控制器與浮力調(diào)節(jié)控制單元的設(shè)計(jì)
        5.5.3 縱傾控制器驗(yàn)證
    5.6 本章小結(jié)
第6章 UUV坐底實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    6.1 引言
    6.2 UUV下潛階段實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析
    6.3 UUV坐底位置搜索實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析
    6.4 UUV穩(wěn)定著底實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析
    6.5 綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]水下航行器導(dǎo)航及數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D]. 楊峻巍.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]基于扁平UUV動(dòng)力學(xué)模型的導(dǎo)航定位與路徑跟隨控制方法研究[D]. 周佳加.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]復(fù)雜環(huán)境下自主式水下航行器動(dòng)力定位技術(shù)研究[D]. 曹永輝.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[5]多波束測(cè)深系統(tǒng)地形跟蹤與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D]. 吳英姿.哈爾濱工程大學(xué) 2001

碩士論文
[1]近岸淺海環(huán)境下UUV的動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法研究[D]. 陳燁.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]多波束測(cè)深系統(tǒng)在水下地形測(cè)量中的應(yīng)用研究[D]. 張偉.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2009
[3]多波束測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理研究[D]. 宋玲玲.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3175584