海洋資源是自然資源分類之一。在當(dāng)今全球糧食緊缺,資源、能源供應(yīng)和人口快速增長(zhǎng)的形勢(shì)下,海洋資源的開發(fā)是一個(gè)歷史性的發(fā)展。船舶動(dòng)力定位在海洋資源勘探、海產(chǎn)捕撈、海洋工程作業(yè)等方面都起到了至關(guān)重要的作用。船舶動(dòng)力定位主要包括船舶航跡跟蹤、船舶航向控制、船舶動(dòng)力定位控制等。海上環(huán)境復(fù)雜多變,一套成熟的動(dòng)力定位系統(tǒng)需要保證動(dòng)力定位船舶在復(fù)雜的海洋環(huán)境中高精度地、快速地完成作業(yè)任務(wù)。本文以一個(gè)水上作業(yè)平臺(tái)為研究對(duì)象,以設(shè)計(jì)、研究水上作業(yè)平臺(tái)動(dòng)力定位控制系統(tǒng)為工作出發(fā)點(diǎn),研究基于視線導(dǎo)航法的航跡跟蹤方法、基于模糊PID控制的定位、定點(diǎn)方法,最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有航跡跟蹤、定位定點(diǎn)控制功能的水上作業(yè)平臺(tái)動(dòng)力定位控制系統(tǒng)。主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的工作:1.基于水上作業(yè)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與水上作業(yè)平臺(tái)作業(yè)整體功能架構(gòu)功能分別設(shè)計(jì)水上作業(yè)平臺(tái)動(dòng)力定位控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)。其中:硬件系統(tǒng)由推進(jìn)單元、導(dǎo)航定位單元、主控單元與驅(qū)動(dòng)單元等部分組成;軟件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS),該系統(tǒng)具有分布式工作的特點(diǎn),通過ROS提供的消息傳遞機(jī)制完成軟件模塊的集成。2.結(jié)合水上作業(yè)平臺(tái)特殊的無舵-四推進(jìn)器,從動(dòng)...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的背景和意義
    1.2 動(dòng)力定位技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 動(dòng)力定位技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 動(dòng)力定位技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究主要內(nèi)容
第2章 水上作業(yè)平臺(tái)總體平臺(tái)介紹
    2.1 引言
    2.2 水上作業(yè)平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 水上作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)總體規(guī)劃
    2.4 水上作業(yè)平臺(tái)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.4.1 水上作業(yè)平臺(tái)推進(jìn)單元
        2.4.2 水上作業(yè)平臺(tái)導(dǎo)航定位單元
        2.4.3 水上作業(yè)平臺(tái)主控計(jì)算機(jī)單元與驅(qū)動(dòng)單元
    2.5 基于ROS的水上作業(yè)平臺(tái)軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.5.1 ROS的基本概念和主要特點(diǎn)
        2.5.2 軟件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
        2.5.3 系統(tǒng)調(diào)試工具
    2.6 本章小結(jié)
第3章 水上作業(yè)平臺(tái)數(shù)學(xué)模型建立
    3.1 引言
    3.2 水上作業(yè)平臺(tái)坐標(biāo)系選取
        3.2.1 北東坐標(biāo)系
        3.2.2 隨船坐標(biāo)系
    3.3 水上作業(yè)平臺(tái)三自由度運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
        3.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        3.3.2 動(dòng)力學(xué)模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 水上作業(yè)平臺(tái)航跡跟蹤控制研究
    4.1 引言
    4.2 視線導(dǎo)航法
    4.3 航跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    4.4 仿真驗(yàn)證和結(jié)果分析
    4.5 基于 ROS 的水上作業(yè)平臺(tái)航跡跟蹤水上實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 水上作業(yè)平臺(tái)定位控制研究
    5.1 引言
    5.2 模糊控制基本理論
    5.3 定位控制器設(shè)計(jì)
    5.4 仿真驗(yàn)證和結(jié)果分析
    5.5 基于 ROS 的水上作業(yè)平臺(tái)定位控制水上實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：4031024