噴水推進(jìn)水面無人艇作為新型作戰(zhàn)平臺(tái)，可搭載傳感器、通訊裝置和作戰(zhàn)載荷，具有隱身性好、操縱靈活、自動(dòng)駕駛等特點(diǎn)，適合在各種惡劣環(huán)境下，執(zhí)行快速信息偵查、潛伏和作戰(zhàn)等任務(wù)。噴水推進(jìn)水面無人艇系統(tǒng)的建立，將在可能的未來海戰(zhàn)中為大部隊(duì)掃清海上障礙、建立快速海上通道等方面發(fā)揮積極作用。本論文以某科研項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金（No:50909026）為背景，結(jié)合噴水推進(jìn)無人艇執(zhí)行任務(wù)中的離港、接近任務(wù)區(qū)域以及跟蹤目標(biāo)等實(shí)際工作的需要，具體研究噴水推進(jìn)無人艇的航向控制、動(dòng)態(tài)定位以及軌跡跟蹤控制等幾方面問題。利用MMG分離原理建立了噴水推進(jìn)無人艇的操縱運(yùn)動(dòng)方程，并對噴水推進(jìn)無人艇的流體水動(dòng)力特性進(jìn)行分析，給出水動(dòng)力特性的計(jì)算公式。建立無人艇系統(tǒng)中alamarin_jet230型噴水推進(jìn)器的數(shù)學(xué)模型，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證了建立的噴水推進(jìn)器模型的合理性。最終獲得噴水推進(jìn)無人艇的水面三自由度運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型。研究了噴水推進(jìn)無人艇的航向控制問題。航向控制系統(tǒng)模型存在未知上界擾動(dòng)，其中包括無人艇噴口轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的噴水速度和縱向速度的損失，以及在執(zhí)行任務(wù)過程中海況的變化。為此，提出了基于模糊自調(diào)整... 

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景、目的及意義
    1.2 研究發(fā)展現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 無人艇發(fā)展綜述
        1.2.2 噴水推進(jìn)器的發(fā)展研究現(xiàn)狀
        1.2.3 無人艇運(yùn)動(dòng)控制研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 噴水推進(jìn)艇運(yùn)動(dòng)模型研究
    2.1 引言
    2.2 噴水推進(jìn)無人艇運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.1 參考坐標(biāo)系與符號(hào)定義
        2.2.2 無人艇操縱運(yùn)動(dòng)方程
    2.3 船舶的流體力和力矩
        2.3.1 附加質(zhì)量
        2.3.2 粘性水動(dòng)力和力矩
    2.4 噴水推進(jìn)器模型
        2.4.1 噴水推進(jìn)器的原理與結(jié)構(gòu)
        2.4.2 噴口水流速度計(jì)算
        2.4.3 推進(jìn)器推力及力矩
    2.5 本章小結(jié)
第3章 噴水推進(jìn)艇航向控制
    3.1 引言
    3.2 噴水推進(jìn)艇航向控制模型
    3.3 魯棒自適應(yīng)滑模航向控制設(shè)計(jì)
        3.3.1 傳統(tǒng)滑�？刂破�
        3.3.2 具有攝動(dòng)估計(jì)的魯棒自適應(yīng)滑模控制設(shè)計(jì)
        3.3.3 穩(wěn)定性分析
        3.3.4 控制器參數(shù)調(diào)整
    3.4 基于模糊自調(diào)整的魯棒自適應(yīng)滑模航向控制
        3.4.1 模糊邏輯
        3.4.2 基于模糊自調(diào)整的魯棒自適應(yīng)滑�？刂�
        3.4.3 基于單輸入模糊自調(diào)整的魯棒自適應(yīng)滑�？刂�
    3.5 仿真研究及分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 噴水推進(jìn)艇欠驅(qū)動(dòng)特性分析
    4.1 引言
    4.2 欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)模型
    4.3 噴水推進(jìn)艇的欠驅(qū)動(dòng)模型
    4.4 噴水推進(jìn)艇欠驅(qū)動(dòng)特性分析
        4.4.1 噴水推進(jìn)艇水平面運(yùn)動(dòng)方程的微分同胚變換
        4.4.2 系統(tǒng)欠驅(qū)動(dòng)特性的判定
        4.4.3 欠驅(qū)動(dòng)噴水推進(jìn)艇運(yùn)動(dòng)方程非完整性
    4.5 噴水推進(jìn)艇水面無人艇可達(dá)性分析
    4.6 欠驅(qū)動(dòng)噴水推進(jìn)艇可控性分析
        4.6.1 可控性分析
        4.6.2 小時(shí)間局部可控
    4.7 本章小結(jié)
第5章 噴水推進(jìn)艇動(dòng)態(tài)定位控制
    5.1 引言
    5.2 坐標(biāo)和反饋?zhàn)儞Q
    5.3 快速終端滑模鎮(zhèn)定控制器設(shè)計(jì)
        5.3.1 子系統(tǒng)∑1 的有限時(shí)間 GFTSM 控制律設(shè)計(jì)
        5.3.2 子系統(tǒng)∑ 2的有限時(shí)間 GFTSM 控制律設(shè)計(jì)
        5.3.3 控制律切換分析
    5.4 時(shí)變反饋控制律設(shè)計(jì)
    5.5 仿真研究及分析
        5.5.1 分段控制律仿真及分析
        5.5.2 時(shí)變反饋控制律仿真及分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 噴水推進(jìn)艇軌跡跟蹤控制
    6.1 引言
    6.2 坐標(biāo)和反饋?zhàn)儞Q
    6.3 跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    6.4 干擾環(huán)境下魯棒跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    6.5 仿真研究及分析
        6.5.1 無擾動(dòng)跟蹤控制器仿真及分析
        6.5.2 擾動(dòng)環(huán)境跟蹤控制器仿真及分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于自適應(yīng)輸出反饋的船舶航向控制[J]. 王志文,彭秀艷.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[2]基于動(dòng)態(tài)神經(jīng)模糊算法的船舶航向自適應(yīng)控制[J]. 汪洋,郭晨,孫富春,沈智鵬.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(10)
[3]基于反步法和滑模觀測器的船舶航向控制[J]. 朱齊丹,周芳,趙國良,包衛(wèi)衛(wèi).  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[4]欠驅(qū)動(dòng)水面船舶運(yùn)動(dòng)控制研究綜述[J]. 郭晨,汪洋,孫富春,沈智鵬.  控制與決策. 2009(03)
[5]一類船舶直線航跡控制系統(tǒng)全局漸近穩(wěn)定的充分條件及推論[J]. 周崗,陳永冰,姚瓊薈,周永余,李文魁.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2007(11)
[6]基于動(dòng)態(tài)非線性滑動(dòng)模態(tài)的欠驅(qū)動(dòng)船舶直線航跡控制[J]. 卜仁祥,劉正江,胡江強(qiáng).  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(S2)
[7]不完全驅(qū)動(dòng)船舶直線航跡控制穩(wěn)定性研究[J]. 周崗,姚瓊薈,陳永冰,周永余,李文魁.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2007(04)
[8]噴水推進(jìn)在現(xiàn)代艦艇的應(yīng)用分析[J]. 丁江明,王永生,劉承江,孫存樓.  艦船科學(xué)技術(shù). 2006(06)
[9]噴水推進(jìn)器推力的動(dòng)量計(jì)算法[J]. 孫存樓,王永生,丁江明,劉承江.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2006(06)
[10]船舶航跡迭代非線性滑模增量反饋控制算法[J]. 卜仁祥,劉正江,李鐵山.  交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2006(04)



本文編號(hào)：3653264