水面無人艇（Unmanned Surface Vehicle,簡稱USV）是一種無人操作且具備自主航行能力的水面艦艇,具有高智能性、航速快、航程遠、機動性強和隱蔽性好等優(yōu)點。近年來,各國政府和研究機構(gòu)出于對周邊海域的軍事、商業(yè)和科研方面的需要,加大了對無人艇相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度。但是,由于無人艇動態(tài)特性的非線性、隨機性、高階性、強耦合性和易受環(huán)境影響等特點,大大增加了對其研發(fā)工作的難度和危險性。因此,為了使研究者能夠準(zhǔn)確地預(yù)測和掌握無人艇的操縱運動特征,對無人艇本身的運行特性進行研究并建立相應(yīng)的無人艇運動數(shù)學(xué)模型顯得尤其重要,同時,也具有重要的實際應(yīng)用價值。本文在總結(jié)前人的船舶運動數(shù)學(xué)模型和無人艇運動的研究成果的基礎(chǔ)上,并結(jié)合實船試驗數(shù)據(jù),對某機構(gòu)研發(fā)的9米噴水推進無人艇的六自由度運動建模與仿真進行了研究,并做出了如下工作：1.分析無人艇的運動學(xué)和動力學(xué)特征,討論作用在無人艇上的各種力和力矩的計算方法,并根據(jù)MMG（船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型研討小組）建模思想,建立無人艇六自由度運動數(shù)學(xué)模型。首先,針對無人艇水動力受力特點,對其進行了受力分析,按照受力性質(zhì),將實際海況中無人艇的受力分為重力、噴... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 無人艇的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外無人艇的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)無人艇的研究現(xiàn)狀
    1.3 無人艇的艇型選擇
    1.4 滑行艇動力特性與運動建模的研究概述
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 無人艇運動非線性數(shù)學(xué)模型
    2.1 概述
    2.2 無人艇的運動特點及受力分析
        2.2.1 滑行艇的結(jié)構(gòu)和運動特點
        2.2.2 滑行艇的受力分析
    2.3 無人艇六自由度運動非線性數(shù)學(xué)模型的建立
        2.3.1 參考坐標(biāo)系與符號定義
        2.3.2 無人艇六自由度空間運動方程
        2.3.3 無人艇六自由度運動數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)
        2.3.4 無人艇六自由度運動數(shù)學(xué)模型的計算公式
    2.4 本章小結(jié)
第3章 無人艇運動模型的實現(xiàn)與驗證
    3.1 研究對象的主要參數(shù)
    3.2 無人艇運動仿真模型的實現(xiàn)
        3.2.1 運動模型中各運動狀態(tài)參量的積分計算
        3.2.2 無人艇運動仿真模型的建立
    3.3 無人艇運動仿真模型的仿真驗證
        3.3.1 直航運動仿真驗證
        3.3.2 啟動\制動運動仿真驗證
        3.3.3 回轉(zhuǎn)運動仿真驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 無人艇運動模型的仿真與分析
    4.1 無人艇全速域直航變速運動仿真與分析
        4.1.1 低速域至中速域直航變速運動
        4.1.2 中速域至高速域直航變速運動
        4.1.3 低速域至高速域直航變速運動
    4.2 無人艇主動制動/倒車運動仿真與分析
        4.2.1 油門推量50%時主動制動/倒車運動
        4.2.2 油門推量90%時主動制動/倒車運動
    4.3 無人艇全速域回轉(zhuǎn)運動仿真與分析
        4.3.1 油門推量30%時變舵角回轉(zhuǎn)運動
        4.3.2 油門推量60%時變舵角回轉(zhuǎn)運動
        4.3.3 油門推量90%時變舵角回轉(zhuǎn)運動
    4.4 環(huán)境干擾力影響下的無人艇運動仿真與分析
        4.4.1 環(huán)境風(fēng)干擾力影響下的無人艇運動仿真與分析
        4.4.2 環(huán)境浪干擾力影響下的無人艇運動仿真與分析
        4.4.3 環(huán)境流干擾力影響下的無人艇運動仿真與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]海上的較量——上海大學(xué)精海無人艇系列研發(fā)紀(jì)實[J]. 彭艷,駱阿雪.  中國軍轉(zhuǎn)民. 2015(02)
[4]航海模擬器目標(biāo)船數(shù)學(xué)模型[J]. 張顯庫,陳秀嘉,陸禹,尹勇.  中國造船. 2014(03)
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博士論文
[1]基于灰色系統(tǒng)理論的滑行艇運動姿態(tài)預(yù)報研究[D]. 張長斌.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]噴水推進水面無人艇的非線性控制方法研究[D]. 曾薄文.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]高速滑行艇縱向運動穩(wěn)定性預(yù)報方法研究[D]. 李亞軍.哈爾濱工程大學(xué) 2012

碩士論文
[1]高速無人艇的建模與控制仿真[D]. 高雙.哈爾濱工程大學(xué) 2007



本文編號：3202287