本文關(guān)鍵詞：無人水下航行器的運動建模與控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 論文的研究對象是一個外形與重型魚雷相似的無人水下航行器，研究的目的在于建立研究對象的數(shù)學(xué)模型，并針對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運動控制策略的研究，為將來的實體控制作理論性準(zhǔn)備。 論文從魚雷數(shù)學(xué)建模的思想出發(fā)，詳細(xì)分析了無人水下航行器的受力情況，建立了無人水下航行器的數(shù)學(xué)模型，然后對無人水下航行器的運動方程進(jìn)行分解并利用小擾動原理對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了線性化處理。 鑒于PID控制器的成熟和廣泛運用，，論文首先運用PID控制，對研究對象進(jìn)行了運動控制的仿真，仿真結(jié)果表明PID控制勝任對該對象的控制。PID控制依賴于簡化模型，其控制的有效性有待于下一階段的實驗研究來證實。由于存在無人水下航行器建模誤差、流體動力學(xué)參數(shù)的不確定性和未知洋流的干擾，控制系統(tǒng)必須具有對不確定參數(shù)的自適應(yīng)能力。專家PID控制既保持了PID控制簡單易于實現(xiàn)的優(yōu)點，又能滿足對參數(shù)攝動自適應(yīng)能力的要求，提高了系統(tǒng)的魯棒性。 模糊控制是一種不依賴于數(shù)學(xué)模型而基于經(jīng)驗的控制策略，對于在復(fù)雜環(huán)境下工作的無人水下航行器的控制尤為適用。同時也注意到模糊控制的穩(wěn)態(tài)精度性能不好，而PID控制的穩(wěn)態(tài)精度性能較好，論文將模糊控制和PID控制相結(jié)合用于無人水下航行器的運動控制，在控制器設(shè)計中避開了復(fù)雜的模糊邏輯理論，從淺顯的經(jīng)驗出發(fā)總結(jié)出調(diào)整模糊控制決策表的規(guī)律，給出了PID控制參數(shù)的模糊控制決策表，并進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果證實了該方法的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：無人水下航行器 數(shù)學(xué)建模 專家PID控制 模糊PID控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：U661.73
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 概述11-12
• 1.2 無人水下航行器的地位和作用12
• 1.3 無人水下航行器的國外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.4 無人水下航行器的發(fā)展重點和應(yīng)用前景15-17
• 1.5 論文的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 無人水下航行器控制系統(tǒng)的基本原理18-31
• 2.1 無人水下航行器控制系統(tǒng)的基本原理和組成18-20
• 2.2 舵機(jī)和舵回路20-21
• 2.2.1 對舵機(jī)與舵回路的要求20-21
• 2.2.2 舵機(jī)的分類21
• 2.3 無人水下航行器的航向控制系統(tǒng)21-24
• 2.3.1 無人水下航行器航向控制系統(tǒng)的組成22-23
• 2.3.2 無人水下航行器對航向控制系統(tǒng)的要求23
• 2.3.3 無人水下航行器航向控制系統(tǒng)常用的控制規(guī)律23-24
• 2.4 無人水下航行器的橫滾控制系統(tǒng)24-26
• 2.4.1 無人水下航行器產(chǎn)生橫滾的原因24-25
• 2.4.2 無人水下航行器橫滾控制系統(tǒng)的組成25
• 2.4.3 無人水下航行器橫滾控制系統(tǒng)常用的控制規(guī)律25-26
• 2.5 無人水下航行器的深度控制系統(tǒng)26-27
• 2.6 無人水下航行器的縱傾控制系統(tǒng)27-28
• 2.7 無人水下航行器控制技術(shù)的發(fā)展方向28-30
• 2.8 本章小結(jié)30-31
• 第3章 無人水下航行器的運動建模31-44
• 3.1 坐標(biāo)系的選擇和運動學(xué)參數(shù)的定義31-35
• 3.2 無人水下航行器的受力分析35-39
• 3.2.1 無人水下航行器受到的水動力36-38
• 3.2.2 無人水下航行器受到的浮力38-39
• 3.2.3 無人水下航行器受到的推力39
• 3.2.4 無人水下航行器受到的重力39
• 3.3 運動學(xué)方程的建立39-41
• 3.4 動力學(xué)方程的建立41-42
• 3.5 無人水下航行器的數(shù)學(xué)模型的建立42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 無人水下航行器數(shù)學(xué)模型的簡化44-49
• 4.1 無人水下航行器運動方程的簡化44-47
• 4.1.1 無人水下航行器運動方程的一般形式44-45
• 4.1.2 小擾動原理45-46
• 4.1.3 運動方程的線性化46-47
• 4.2 無人水下航行器運動方程的分解47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第5章 無人水下航行器控制策略的研究49-75
• 5.1 無人水下航行器的PID控制50-55
• 5.1.1 PID控制介紹50
• 5.1.2 模擬PID控制器的數(shù)學(xué)模型50-51
• 5.1.3 數(shù)字PID控制器的數(shù)學(xué)模型51-52
• 5.1.4 PID控制器的調(diào)節(jié)及其參數(shù)整定方法52
• 5.1.5 無人水下航行器PID控制仿真52-55
• 5.2 無人水下航行器的專家PID控制55-60
• 5.2.1 專家控制器的結(jié)構(gòu)55-56
• 5.2.2 專家PID控制器的設(shè)計56-58
• 5.2.3 無人水下航行器專家PID控制仿真58-60
• 5.2.4 專家PID與普通PID控制器的比較60
• 5.3 無人水下航行器的模糊PID控制60-73
• 5.3.1 模糊控制理論介紹60-62
• 5.3.2 模糊PID控制器62-63
• 5.3.3 模糊PID控制器設(shè)計63-71
• 5.3.4 無人水下航行器模糊PID控制仿真71-73
• 5.3.5 模糊PID與普通PID控制器的比較73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果79-80
• 致謝80

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣平;陸曉明;;HILS技術(shù)在水雷控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J];艦船科學(xué)技術(shù);2012年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 楊毅;PSS 3-2-1正交并聯(lián)動平臺控制策略的研究[D];燕山大學(xué);2012年

2 張永攀;水下高速航行體控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 熊磊;基于多測距儀的UUV結(jié)構(gòu)環(huán)境SLAM方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 闞如文;無人水下航行器姿態(tài)控制策略研究[D];吉林大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：無人水下航行器的運動建模與控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：322311