水面無(wú)人艇是一種在海上能夠自主航行的智能平臺(tái),它可以對(duì)環(huán)境改變迅速作出反應(yīng),并且具有輕量化、功能化、高航速等優(yōu)點(diǎn)。水面無(wú)人艇對(duì)惡劣的外界環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,其在軍事和民用等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí),無(wú)人艇在復(fù)雜多變的環(huán)境中,其仍能夠保持自主航行是非常重要的。而具有高精度并且穩(wěn)定的軌跡跟蹤控制系統(tǒng)是對(duì)無(wú)人艇自主航行的基本保證,因此對(duì)無(wú)人艇軌跡跟蹤控制方法的研究具有重要的意義。無(wú)人艇在海上航行時(shí)易受到風(fēng)、浪、流等外界環(huán)境的影響,同時(shí)其運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是一種特殊的非線性系統(tǒng),因此對(duì)無(wú)人艇軌跡跟蹤控制方法的研究具有較大的挑戰(zhàn)性。另一方面,在實(shí)際的航行中,由于無(wú)人艇的速度狀態(tài)矢量通常難以測(cè)量,使得傳統(tǒng)的控制方法難以解決現(xiàn)有的問(wèn)題,這就需要對(duì)新的無(wú)人艇控制方法進(jìn)行探索。本文針對(duì)上述問(wèn)題,結(jié)合滑�？刂评碚摲謩e設(shè)計(jì)了兩種不同的軌跡跟蹤控制器。首先,針對(duì)系統(tǒng)中存在的不確定性和外界干擾,通過(guò)弱化復(fù)雜的條件,建立了水面無(wú)人艇的三自由度數(shù)學(xué)模型。該數(shù)學(xué)模型是進(jìn)行軌跡跟蹤控制器的設(shè)計(jì)以及軌跡跟蹤仿真研究的基礎(chǔ)。其次,針對(duì)無(wú)人艇速度狀態(tài)矢量不可測(cè)的軌跡跟蹤控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于觀測(cè)器的軌跡跟蹤滑模控制器。利用非線性變... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Spartan號(hào)水面無(wú)人艇(2)賽威船舶公司

圖 1.2 “食人魚”號(hào)無(wú)人艇有先進(jìn)的無(wú)人艇技術(shù)，其主要研究單位有：以色列以色列埃爾比特公司等。列拉斐爾公司主持研制了著名的“保護(hù)者”(ProtectSV 是以色列發(fā)展較早的無(wú)人艇項(xiàng)目，目前發(fā)展已經(jīng)，并且裝有多樣化的武器系統(tǒng)和現(xiàn)代化的傳感器系始在海軍服役。此 USV 能夠達(dá)到 50 節(jié)的航速，最大為 1000 千克。艇上的傳感器主要是“托普拉伊特系統(tǒng)是多傳感器光電載荷系統(tǒng)，能夠在白天和夜晚和自動(dòng)目標(biāo)指示�！氨Ｗo(hù)者”USV 配備了“微型臺(tái)爾公司的“臺(tái)風(fēng)”遙控得到穩(wěn)定，能夠使用 40mm 武器。比特公司研發(fā)設(shè)計(jì)出了“銀色馬林魚”(Silver Marlin)無(wú)“Protector”號(hào)無(wú)人艇之后研發(fā)的又一款多功能無(wú)人

如圖1.3(a)所示。該 USV 是以色列發(fā)展較早的無(wú)人艇項(xiàng)目，目前發(fā)展已經(jīng)非常的成熟，其具有出色的隱身性能，并且裝有多樣化的武器系統(tǒng)和現(xiàn)代化的傳感器系統(tǒng)。2006 年，“保護(hù)者”號(hào) USV 開(kāi)始在海軍服役。此 USV 能夠達(dá)到 50 節(jié)的航速，最大航程是 400 海里，最大作戰(zhàn)有效載荷為 1000 千克。艇上的傳感器主要是“托普拉伊特”光學(xué)系統(tǒng)和導(dǎo)航雷達(dá)，其中的光電系統(tǒng)是多傳感器光電載荷系統(tǒng)，能夠在白天和夜晚以及各種惡劣的氣候條件下完成手動(dòng)和自動(dòng)目標(biāo)指示�！氨Ｗo(hù)者”USV 配備了“微型臺(tái)風(fēng)”武器系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過(guò)拉斐爾公司的“臺(tái)風(fēng)”遙控得到穩(wěn)定，能夠使用 40mm 自動(dòng)榴彈發(fā)射器或者 12.7mm 機(jī)槍等武器。以色列埃爾比特公司研發(fā)設(shè)計(jì)出了“銀色馬林魚”(Silver Marlin)無(wú)人艇，如圖 1.3(b)所示。該艇是繼“Protector”號(hào)無(wú)人艇之后研發(fā)的又一款多功能無(wú)人水面艇。它既能夠通過(guò)無(wú)線電遙控操作

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水面無(wú)人艇發(fā)展與應(yīng)用[J]. 李家良.  火力與指揮控制. 2012(06)
[2]欠驅(qū)動(dòng)自治水面船的全局K-指數(shù)鎮(zhèn)定控制方法[J]. 廖煜雷,龐永杰,張鐵棟.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]未來(lái)海戰(zhàn)的殺手锏——新概念武器之無(wú)人水面艇[J]. 海天.  艦載武器. 2006(03)
[4]致命幽靈 美法聯(lián)合發(fā)展水面無(wú)人艇項(xiàng)目[J]. 邱健.  國(guó)際展望. 2005(02)
[5]完美無(wú)人家族之無(wú)人水面艇[J]. 曹臨.  兵器知識(shí). 2004(06)
[6]美國(guó)海軍高速無(wú)人船將浮出水面[J]. 肖占中.  艦載武器. 2003(02)

博士論文
[1]欠驅(qū)動(dòng)水面船舶的全局鎮(zhèn)定控制方法研究[D]. 于瑞亭.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]欠驅(qū)動(dòng)水面船舶非線性反饋控制研究[D]. 卜仁祥.大連海事大學(xué) 2008
[3]水面船舶的非線性控制研究[D]. 程金.中國(guó)科學(xué)院研究生院（自動(dòng)化研究所） 2007

碩士論文
[1]自主式水下航行器的建模與自適應(yīng)滑�？刂芠D]. 高劍.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3601757