波浪滑翔器是一款能夠長周期運行的波浪驅(qū)動水面無人船。隨著對海洋多區(qū)域協(xié)同觀測、地形地貌測繪等研究的深入,多波浪滑翔器組網(wǎng)編隊是未來發(fā)展的趨勢。在波浪滑翔器航行中,如何實現(xiàn)波浪滑翔器編隊相互協(xié)作,在海洋中存在島嶼、浮標(biāo)等障礙物的條件下如何保證行進(jìn)路徑最優(yōu)并安全避障,以及在洋流干擾下如何按照能量最優(yōu)原則行進(jìn),這些是亟需攻破的難點。針對上述問題,本文對波浪滑翔器編隊路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了深入研究,開展了如下研究工作:首先,建立了波浪滑翔器四自由度運動學(xué)模型,在研究路徑規(guī)劃的問題時,全局路徑作為參考路徑,主要起指導(dǎo)作用,而局部路徑規(guī)劃的目的則是導(dǎo)航,并將打舵角度傳給執(zhí)行控制器,通過將運動學(xué)約束條件引入到全局及局部路徑規(guī)劃算法中,使其更加符合實際,對于提高波浪滑翔器路徑連續(xù)性和光滑性具有顯著作用。其次,計及波浪滑翔器運動學(xué)約束條件,對現(xiàn)有A*全局路徑規(guī)劃算法進(jìn)行改進(jìn),用于提高規(guī)劃路徑的安全性。增加距離約束條件以減少運算量和運算時間。在啟發(fā)函數(shù)中引入轉(zhuǎn)向成本,避免了波浪滑翔器行進(jìn)時頻繁轉(zhuǎn)彎。運用冗余點剔除方法,剔除了規(guī)劃路徑的冗余點,縮短規(guī)劃路徑長度,為之后的局部路徑規(guī)劃算法作鋪墊。再次,利用勢場強度...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 波浪滑翔器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外波浪滑翔器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)波浪滑翔器研究現(xiàn)狀
    1.3 波浪滑翔器編隊路徑規(guī)劃算法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 波浪滑翔器編隊研究現(xiàn)狀
        1.3.2 波浪滑翔器路徑規(guī)劃算法研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容及意義
        1.4.1 課題來源及意義
        1.4.2 論文主要內(nèi)容
第二章 波浪滑翔器運動學(xué)建模與全局路徑規(guī)劃算法研究
    2.1 引言
    2.2 波浪滑翔器運動原理分析及運動學(xué)建模
        2.2.1 波浪滑翔器結(jié)構(gòu)組成及運動原理分析
        2.2.2 波浪滑翔器運動學(xué)建模
    2.3 波浪滑翔器全局路徑規(guī)劃算法
        2.3.1 傳統(tǒng)的A*路徑規(guī)劃算法
        2.3.2 改進(jìn)的A*路徑規(guī)劃算法
        2.3.3 仿真驗證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 波浪滑翔器局部路徑規(guī)劃算法及編隊策略
    3.1 引言
    3.2 波浪滑翔器局部路徑規(guī)劃算法
        3.2.1 傳統(tǒng)及改進(jìn)的人工勢場算法
        3.2.2 波浪滑翔器編隊路徑規(guī)劃算法
    3.3 波浪滑翔器編隊策略研究
    3.4 仿真驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 洋流干擾下波浪滑翔器路徑規(guī)劃算法研究
    4.1 引言
    4.2 洋流干擾下路徑規(guī)劃算法的提出
        4.2.1 洋流數(shù)值模型的建立
        4.2.2 流場中的路徑規(guī)劃算法
    4.3 仿真驗證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 實驗平臺搭建及海試實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 實驗平臺設(shè)計與搭建
        5.2.1 岸基監(jiān)控中心設(shè)計
        5.2.2 上位機控制系統(tǒng)設(shè)計
    5.3 海試實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝



本文編號：3858454