我國國土面積遼闊,海島眾多,在對島嶼的安全巡邏與管理上有很大的不便。而水面無人艇可以根據(jù)不同的任務(wù)需求,設(shè)計不同的功能艇型及搭載任務(wù)模塊來執(zhí)行各種不同類型的任務(wù)。因而研發(fā)設(shè)計一種用于近海及兼島嶼巡邏的無人艇顯得尤為重要。并且水面無人艇具有自主規(guī)劃航行,環(huán)境監(jiān)測及自身狀態(tài)監(jiān)測等人工智能的新型功能,將艇型設(shè)計、智能航行、數(shù)據(jù)處理及遠程監(jiān)測等集專業(yè)技術(shù)于一身。由于無人機動作敏捷,起飛至降落耗時短,利用搭載的高清拍攝裝置對巡邏地區(qū)進行航拍,在短時間內(nèi)就可完成大片區(qū)域的巡邏工作,對于爭分奪秒的搜尋、救援工作而言,意義非凡。因此,本文設(shè)計并制作了一艘可搭載無人機的無人艇中間試驗艇,主要研究及成果如下:首先,對可搭載無人機的無人艇進行基于模糊數(shù)學(xué)的高性能船船型評優(yōu)方法選型分析,通過初步設(shè)計分析,確定了采用小水線面雙體船型。同時還對目標(biāo)無人艇進行了初步設(shè)計,包括主尺度確定、型線設(shè)計、外觀設(shè)計和總布置設(shè)計。其次,根據(jù)母型船改造法進行基于性能及功能最優(yōu)的可搭載無人機的無人艇論證及設(shè)計分析,進行典型中間試驗艇模型的制作,并對模型推進系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)設(shè)備進行安裝與調(diào)試,以及無人機降落控制方案論述。同時設(shè)...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 選題的理論意義和實用價值
    1.3 課題背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.3.1 水面無人艇國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.3.2 水面無人艇性能試驗的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 船舶動力定位系統(tǒng)
    1.5 水面無人艇智能運動控制現(xiàn)狀
    1.6 課題研究內(nèi)容
    1.7 本章小結(jié)
第2章 可搭載無人機的無人艇艇型選型分析
    2.1 引言
    2.2 基于模糊數(shù)學(xué)的高性能船船型評優(yōu)
        2.2.1 因素集
        2.2.2 確定因素隸屬函數(shù)
        2.2.3 建立權(quán)重集
        2.2.4 評優(yōu)計算及分析
    2.3 初步設(shè)計分析
        2.3.1 用途及航區(qū)
        2.3.2 船型分析
        2.3.3 船級選擇
        2.3.4 主機選型
        2.3.5 航速及續(xù)航力
        2.3.6 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)性分析
        2.3.7 主要設(shè)備
    2.4 方案初步設(shè)計
        2.4.1 主尺度確定
        2.4.2 型線設(shè)計
        2.4.3 上層建筑設(shè)計
        2.4.4 總布置設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第3章 可搭載無人機的無人艇主要系統(tǒng)設(shè)計及模型制作
    3.1 引言
    3.2 艇模推進及操縱系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.1 螺旋槳設(shè)計
        3.2.2 電機選型設(shè)計
        3.2.3 軸系設(shè)計
    3.3 吊艙結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.1 艙體設(shè)計
        3.3.2 固定結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.3 吊艙工作原理
        3.3.4 吊艙電機選型及螺旋槳設(shè)計
        3.3.5 舵機選型
    3.4 艇模制作
    3.5 設(shè)備安裝
        3.5.1 控制系統(tǒng)安裝
        3.5.2 推進系統(tǒng)安裝
        3.5.3 操作系統(tǒng)安裝
    3.6 本章小結(jié)
第4章 可搭載無人機的無人艇主要性能試驗
    4.1 引言
    4.2 快速性試驗
    4.3 操縱性試驗
    4.4 耐波性試驗
    4.5 橫搖系統(tǒng)辨識
    4.6 縱搖系統(tǒng)辨識
    4.7 本章小結(jié)
第5章 可搭載無人機的無人艇智能控制系統(tǒng)設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 核心控制器
    5.3 導(dǎo)航定位系統(tǒng)
        5.3.1 DGPS
        5.3.2 三維電子羅盤
    5.4 環(huán)境感知系統(tǒng)
        5.4.1 攝像機
        5.4.2 風(fēng)速、風(fēng)向傳感器
    5.5 通信系統(tǒng)
    5.6 能源系統(tǒng)
    5.7 無人機
        5.7.1 無人機型號介紹
        5.7.2 無人機控制方式
        5.7.3 無人機與無人艇的通信協(xié)議
        5.7.4 無人機回收倉設(shè)計
    5.8 本章小結(jié)
第6章 可搭載無人機的無人艇數(shù)學(xué)模型建立及動力定位
    6.1 引言
    6.2 無人艇受力分析
        6.2.1 風(fēng)
        6.2.2 波浪
        6.2.3 海流
    6.3 無人艇動力定位
        6.3.1 無人艇動力定位實現(xiàn)思想
        6.3.2 無人艇動力定位的工作階段
    6.4 動力定位架構(gòu)
    6.5 動力定位航行系統(tǒng)
        6.5.1 動力定位航行控制算法
        6.5.2 隸屬度函數(shù)的確定
        6.5.3 岸機控制及接收程序
    6.6動力定位航行實驗
    6.7 試驗數(shù)據(jù)分析
    6.8 無人機試驗
    6.9 岸機監(jiān)測
    6.10 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    1.論文的主要工作總結(jié)
    2.論文的研究展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：4014822