“堅持陸海統(tǒng)籌,加快建設(shè)海洋強國”是我國在海洋領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略部署,為此需要大力提升海洋開發(fā)與保護能力并積極發(fā)展相關(guān)的海洋裝備產(chǎn)業(yè)。無人艇作為進行海洋開發(fā)與保護不可或缺的裝備,廣泛應(yīng)用于各相關(guān)領(lǐng)域,但復(fù)雜的海洋環(huán)境對無人艇執(zhí)行某些任務(wù)提出了挑戰(zhàn),為此需要從基本的運動控制開始研究并破解這一難題。針對運動控制中較為重要的路徑跟蹤控制,本文結(jié)合哈爾濱工程大學(xué)某型雙推進無人艇進行了控制算法研究,并先后針對直線與曲線路徑,進行了路徑跟蹤控制器的設(shè)計與驗證工作,本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:首先結(jié)合雙推進無人艇的特點,對其建立了平面三自由度運動學(xué)和動力學(xué)模型,針對模型中的控制輸入項進行了噴水推進器推力模型的構(gòu)建,并引入零均值高斯分布的隨機噪聲對外界干擾進行表達。為求解已構(gòu)建模型中的未知水動力參數(shù),借助CFD軟件Star-CCM+中的PMM平臺,對無人艇模型進行了強迫運動的數(shù)值模擬,為驗證模擬結(jié)果的可用性,進行了定�；剞D(zhuǎn)仿真與試驗,對比驗證了所求水動力參數(shù)的精確性。為實現(xiàn)無人艇的直線路徑跟蹤功能,基于LOS制導(dǎo)算法進行期望艏向角設(shè)計,并利用艏向誤差構(gòu)造了滑模函數(shù),在滿足Hurwitz條件的基礎(chǔ)上... 

【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)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“PROTECTOR”無人艇“Seagull”無人艇是由以色列ElbitSyste

第1章緒論3也更加成熟，其它的發(fā)達國家如德國、英國、法國、日本等，在無人艇的研制方面亦取得了很大的進展，并已經(jīng)有相當(dāng)多的研究成果得到了實際應(yīng)用。以色列是在無人艇軍事化方面走在世界前列的國家，著名的“PROTECTOR”系列無人艇由以色列國防部組織研發(fā)，它能悄無聲息地執(zhí)行一些特殊的作戰(zhàn)任務(wù)，降低士兵的生命危險�！癙ROTECTOR”無人艇采用遠程操控的方式，最大航速能達到40kn，該型號無人艇已出售到美國和東南亞的一些國家[4]。作為“PROTECTOR”系列無人艇的升級版，以色列拉斐爾先進防務(wù)系統(tǒng)有限公司針對實際作戰(zhàn)情況研發(fā)了“海上騎士”無人艇，它延續(xù)了“PROTECTOR”無人艇的基本配置，并將艇長擴展至11米，裝載量有所提高，最高時速可達40海里，水動力性能也得以提升，可以一次性駛出500公里遠的海域，連續(xù)續(xù)航時間可達12小時。戰(zhàn)備包括1門水炮和多枚“長釘”導(dǎo)彈，是全球首艘能發(fā)射導(dǎo)彈的無人艇�！昂Ｉ向T士”能進行敵情偵察與辨別、布雷排雷、信息戰(zhàn)、反恐以及精確打擊等任務(wù)，暫時將主要用于海域巡邏。圖1.1“PROTECTOR”無人艇圖1.2“海上騎士”無人艇“Seagull”無人艇是由以色列ElbitSystems公司于2016年2月推出的一款無人艇，艇長12米，最高時速32kn，深海連續(xù)執(zhí)行任務(wù)時間約100小時。內(nèi)置C4I網(wǎng)絡(luò)和各種聲吶、傳感設(shè)備的遠程控制探頭，打擊覆蓋范圍最大可達54海里。每個控制單元能夠同時操控兩艘“Seagull”水面無人艇進行反潛、布雷排雷、無線電電子戰(zhàn)、信息中繼等相關(guān)任務(wù)，但其最大優(yōu)勢是反潛作戰(zhàn)。圖1.3“Seagull”無人艇圖1.4“Seagull”無人艇實彈試射美國是全球海軍實力最為強大的國家，其無人艇技術(shù)也是世界公認的最強者，從近

第1章緒論3也更加成熟，其它的發(fā)達國家如德國、英國、法國、日本等，在無人艇的研制方面亦取得了很大的進展，并已經(jīng)有相當(dāng)多的研究成果得到了實際應(yīng)用。以色列是在無人艇軍事化方面走在世界前列的國家，著名的“PROTECTOR”系列無人艇由以色列國防部組織研發(fā)，它能悄無聲息地執(zhí)行一些特殊的作戰(zhàn)任務(wù)，降低士兵的生命危險�！癙ROTECTOR”無人艇采用遠程操控的方式，最大航速能達到40kn，該型號無人艇已出售到美國和東南亞的一些國家[4]。作為“PROTECTOR”系列無人艇的升級版，以色列拉斐爾先進防務(wù)系統(tǒng)有限公司針對實際作戰(zhàn)情況研發(fā)了“海上騎士”無人艇，它延續(xù)了“PROTECTOR”無人艇的基本配置，并將艇長擴展至11米，裝載量有所提高，最高時速可達40海里，水動力性能也得以提升，可以一次性駛出500公里遠的海域，連續(xù)續(xù)航時間可達12小時。戰(zhàn)備包括1門水炮和多枚“長釘”導(dǎo)彈，是全球首艘能發(fā)射導(dǎo)彈的無人艇�！昂Ｉ向T士”能進行敵情偵察與辨別、布雷排雷、信息戰(zhàn)、反恐以及精確打擊等任務(wù)，暫時將主要用于海域巡邏。圖1.1“PROTECTOR”無人艇圖1.2“海上騎士”無人艇“Seagull”無人艇是由以色列ElbitSystems公司于2016年2月推出的一款無人艇，艇長12米，最高時速32kn，深海連續(xù)執(zhí)行任務(wù)時間約100小時。內(nèi)置C4I網(wǎng)絡(luò)和各種聲吶、傳感設(shè)備的遠程控制探頭，打擊覆蓋范圍最大可達54海里。每個控制單元能夠同時操控兩艘“Seagull”水面無人艇進行反潛、布雷排雷、無線電電子戰(zhàn)、信息中繼等相關(guān)任務(wù)，但其最大優(yōu)勢是反潛作戰(zhàn)。圖1.3“Seagull”無人艇圖1.4“Seagull”無人艇實彈試射美國是全球海軍實力最為強大的國家，其無人艇技術(shù)也是世界公認的最強者，從近

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于一階低通濾波器滑模反步法的直流電機位置控制[J]. 奚文龍,唐文秀,許李尚,劉方悅.  重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]基于操縱運動方程的水動力導(dǎo)數(shù)計算方法研究[J]. 吳興亞,高霄鵬.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(01)
[3]時變漂角下USV直線路徑跟蹤控制器設(shè)計與驗證[J]. 范云生,郭晨,趙永生,王國峰,史微微.  儀器儀表學(xué)報. 2016(11)
[4]基于LOS導(dǎo)航的欠驅(qū)動船舶滑�？刂芠J]. 秦梓荷,林壯,李平,李曉文.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(10)
[5]帶你見識神奇的無人艇[J].   中國海事. 2016(08)
[6]關(guān)于無人水面艇路徑跟蹤優(yōu)化控制仿真[J]. 祝鏡,王建華,趙夢鎧,吳恭興.  計算機仿真. 2016(06)
[7]基于自抗擾控制的水面無人艇路徑跟蹤控制器[J]. 王常順,肖海榮.  山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2016(04)
[8]波浪干擾下固定雙槳無人水面艇的路徑跟蹤方法[J]. 鄭體強,王建華,趙夢鎧,吳恭興.  計算機應(yīng)用研究. 2017(01)
[9]基于非對稱模型的欠驅(qū)動USV路徑跟蹤控制[J]. 董早鵬,萬磊,廖煜雷,李岳明,莊佳園.  中國造船. 2016(01)
[10]無人水面艇直線航跡跟蹤控制器的設(shè)計與驗證[J]. 田勇,王丹,彭周華,劉陸.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2015(04)

碩士論文
[1]無人艇直線路徑跟蹤控制的研究與實現(xiàn)[D]. 王舜.大連海事大學(xué) 2017
[2]基于滑模自抗擾的無人水面艇路徑跟蹤控制研究[D]. 李鵬.大連海事大學(xué) 2017
[3]無人水面艇直線路徑跟蹤控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 史微微.大連海事大學(xué) 2016



本文編號：3487368