本文關(guān)鍵詞：水下潛器水動(dòng)力模型簡(jiǎn)化及參數(shù)辨識(shí)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 水下潛器空間機(jī)動(dòng)是嚴(yán)重非線性的，兩平面間的運(yùn)動(dòng)是強(qiáng)耦合的，水下潛器操縱控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)就在于此。水動(dòng)力參數(shù)的獲得與精確性對(duì)于水下潛器的操縱控制至關(guān)重要，本文針對(duì)水下潛器的水動(dòng)力參數(shù)的問題進(jìn)行了研究，主要工作有： 系統(tǒng)的研究并推導(dǎo)了模擬水下潛器運(yùn)動(dòng)較為完整的仿真模型。首先從剛體的動(dòng)量定理出發(fā)，通過對(duì)水下潛器運(yùn)動(dòng)的受力分析，以泰勒級(jí)數(shù)和微分方程理論作為主要的數(shù)學(xué)工具，推導(dǎo)了水下潛器空間六自由度運(yùn)動(dòng)方程。 水動(dòng)力參數(shù)辨識(shí)研究背景是模擬訓(xùn)練，，本文對(duì)于水下潛器的全部108個(gè)水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行了分析，由于實(shí)際航行數(shù)據(jù)數(shù)量不足，參數(shù)不宜太復(fù)雜，因此有必要將方程從水下潛器的結(jié)構(gòu)特性和運(yùn)動(dòng)特性兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，在標(biāo)準(zhǔn)方程眾多水動(dòng)力系數(shù)中保留對(duì)水下潛器空間運(yùn)動(dòng)起主導(dǎo)作用的一部分系數(shù)，忽略其他各項(xiàng)或影響較小的參數(shù)，對(duì)原方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化。 研究了水下潛器操縱性與水動(dòng)力系數(shù)之間的關(guān)系，提出水動(dòng)力系數(shù)敏感性指數(shù)的指標(biāo)，從水下潛器操縱性的角度對(duì)水下潛器的水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行了敏感性指數(shù)的測(cè)定，從水平面Z形操舵機(jī)動(dòng)、定�；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、垂直面梯形操舵機(jī)動(dòng)三種實(shí)驗(yàn)的仿真結(jié)果中提取操縱性指標(biāo)與水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行解算，進(jìn)而剔除某些不敏感的水動(dòng)力系數(shù)。 研究了擴(kuò)展卡爾曼濾波器的工作原理和設(shè)計(jì)方法，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波，采用非線性觀測(cè)器的方法辨識(shí)了部分一階水動(dòng)力系數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：水下潛器 水動(dòng)力參數(shù) 敏感性指數(shù) 擴(kuò)展卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：U674.941
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的背景、目的和意義10-11
• 1.2 操縱性理論及控制的研究狀況11-13
• 1.2.1 操縱性理論概述11-12
• 1.2.2 操縱性的三個(gè)發(fā)展階段和兩種研究途徑12-13
• 1.3 水動(dòng)力參數(shù)仿真研究的現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 系統(tǒng)辨識(shí)概述、原理和內(nèi)容13-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外的研究情況15-16
• 1.4 論文的主要工作和章節(jié)安排16-18
• 第2章 潛器空間運(yùn)動(dòng)建模18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 兩種坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系18-22
• 2.2.1 兩種坐標(biāo)系18-20
• 2.2.2 兩種坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)變換關(guān)系20-21
• 2.2.3 剛體動(dòng)量和動(dòng)量矩的導(dǎo)數(shù)在兩種坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換關(guān)系21-22
• 2.3 潛器空間六自由度運(yùn)動(dòng)建模22-25
• 2.3.1 動(dòng)量定理與歐拉動(dòng)力學(xué)方程22
• 2.3.2 平動(dòng)方程22-23
• 2.3.3 旋轉(zhuǎn)方程23-25
• 2.4 艇體空間受力的數(shù)學(xué)表示25-29
• 2.4.1 靜力25-27
• 2.4.2 水動(dòng)力27-29
• 2.5 潛器六自由度空間運(yùn)動(dòng)方程29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 潛器水動(dòng)力參數(shù)的分析32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 測(cè)定水動(dòng)力系數(shù)的方法32-33
• 3.2.1 理論計(jì)算方法32-33
• 3.2.2 船模試驗(yàn)測(cè)定33
• 3.2.3 近似計(jì)算33
• 3.3 水動(dòng)力系數(shù)33-41
• 3.3.1 泰勒公式展開式33-34
• 3.3.2 水動(dòng)力系數(shù)分類34-39
• 3.3.3 各水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的意義和符號(hào)39-40
• 3.3.4 水平面與垂直面非線性分析40
• 3.3.5 水動(dòng)力系數(shù)的無因次化40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 水動(dòng)力系數(shù)敏感性指數(shù)42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 操縱性試驗(yàn)與指標(biāo)42-47
• 4.2.1 水平面 Z 形操作機(jī)動(dòng)42-44
• 4.2.2 梯形操舵試驗(yàn)44-45
• 4.2.3 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)45-47
• 4.3 敏感性水動(dòng)力系數(shù)計(jì)算及分析47-52
• 4.3.1 水動(dòng)力系數(shù)敏感性指數(shù)47-48
• 4.3.2 試驗(yàn)的種類及方法48
• 4.3.3 指數(shù)計(jì)算48-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 擴(kuò)展卡爾曼濾波辨識(shí)水動(dòng)力參數(shù)53-69
• 5.1 引言53
• 5.2 幾種最優(yōu)估計(jì)方法53-57
• 5.2.1 最優(yōu)估計(jì)方法53-56
• 5.2.2 各種最優(yōu)估計(jì)的比較56-57
• 5.3 卡爾曼濾波算法及擴(kuò)展卡爾曼濾波算法57-62
• 5.3.1 狀態(tài)估計(jì)57
• 5.3.2 卡爾曼濾波的提出57-60
• 5.3.3 擴(kuò)展卡爾曼濾波算法60-62
• 5.4 辨識(shí)水動(dòng)力參數(shù)62-68
• 5.4.1 非線性觀測(cè)器62-66
• 5.4.2 辨識(shí)結(jié)果66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果73-74
• 致謝74

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張燕;徐國(guó)華;徐筱龍;余琨;;微型開架式水下機(jī)器人水動(dòng)力系數(shù)測(cè)定[J];中國(guó)造船;2010年01期

2 林兆偉;周友明;董根金;涂衛(wèi)民;;粒子群混合算法在操縱運(yùn)動(dòng)模型辨識(shí)中的應(yīng)用[J];中國(guó)造船;2011年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 朱怡;潛艇航行訓(xùn)練模擬器模型簡(jiǎn)化與參數(shù)優(yōu)化研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 趙大旭;介入診療機(jī)器人多體系統(tǒng)建模分析與實(shí)現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 袁偉杰;自治水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模及參數(shù)辨識(shí)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

2 張晶;潛艇運(yùn)動(dòng)建模及簡(jiǎn)化技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：水下潛器水動(dòng)力模型簡(jiǎn)化及參數(shù)辨識(shí)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：435959