自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在對(duì)海洋資源勘探,水下信息搜集等領(lǐng)域都展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用空間。多AUV在執(zhí)行海底管線檢測(cè)、大海域目標(biāo)搜尋、海底地圖的構(gòu)建等任務(wù)時(shí),需要AUV沿期望路徑航行的同時(shí)保持隊(duì)形不變或能夠根據(jù)環(huán)境約束進(jìn)行隊(duì)形變換。本文針對(duì)AUV在完成路徑跟蹤(直線路徑和曲線路徑)的基礎(chǔ)上對(duì)障礙環(huán)境下多AUV編隊(duì)隊(duì)形優(yōu)化變換進(jìn)行了研究,包括以下幾個(gè)方面:首先,根據(jù)AUV的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性,構(gòu)造AUV六自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,針對(duì)本文設(shè)計(jì)需求對(duì)所建立的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化,得到AUV水平面運(yùn)動(dòng)模型,并用仿真對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,研究了直線路徑跟蹤下多AUV編隊(duì)控制問題。利用視線導(dǎo)引法建立單個(gè)AUV路徑跟蹤的誤差模型,并利用級(jí)聯(lián)和反饋線性化控制方法設(shè)計(jì)控制器,使縱向速度誤差和艏向角誤差漸進(jìn)穩(wěn)定。針對(duì)多AUV的編隊(duì)控制,利用基于圖論的編隊(duì)隊(duì)形控制方法,此方法可確保各AUV間狀態(tài)信息的交互,通過調(diào)整自己的速度設(shè)計(jì)速度協(xié)調(diào)控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)直線路徑的編隊(duì)跟蹤控制。再次,對(duì)于曲線路徑要求速度和位置在平衡點(diǎn)附近鄰域內(nèi)是鎮(zhèn)定控制的,但前面設(shè)計(jì)的控制器...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1魚群編隊(duì)圖

1圖1.1魚群編隊(duì)圖圖1.2大雁編隊(duì)圖AUV在未來進(jìn)行海洋資源勘探和利用方面將會(huì)發(fā)揮重要作用。因?yàn)閱误w的性能指不能滿足要求，要多個(gè)AUV之間的協(xié)作達(dá)成目標(biāo)。由多艘AUV通過同構(gòu)或異構(gòu)的式所組成的系統(tǒng)，可以拓寬單艘AUV的探測(cè)范圍，提升系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，完成單....

圖1.2大雁編隊(duì)圖

1圖1.1魚群編隊(duì)圖圖1.2大雁編隊(duì)圖AUV在未來進(jìn)行海洋資源勘探和利用方面將會(huì)發(fā)揮重要作用。因?yàn)閱误w的性能指不能滿足要求，要多個(gè)AUV之間的協(xié)作達(dá)成目標(biāo)。由多艘AUV通過同構(gòu)或異構(gòu)的式所組成的系統(tǒng)，可以拓寬單艘AUV的探測(cè)范圍，提升系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，完成單....

圖1.3水面艦隊(duì)的編隊(duì)圖

圖1.3水面艦隊(duì)的編隊(duì)圖圖1.4飛行器編隊(duì)圖現(xiàn)階段，單個(gè)AUV系統(tǒng)研究已漸趨成熟，然后拓展到多個(gè)AUV系統(tǒng)的研究，但是卻和單個(gè)AUV系統(tǒng)不同，多AUV系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)，（1）多AUV編隊(duì)在執(zhí)行同一個(gè)任務(wù)目標(biāo)時(shí)，可以增加任務(wù)完成的幾率，當(dāng)某個(gè)AUV....

圖1.4飛行器編隊(duì)圖

圖1.3水面艦隊(duì)的編隊(duì)圖圖1.4飛行器編隊(duì)圖現(xiàn)階段，單個(gè)AUV系統(tǒng)研究已漸趨成熟，然后拓展到多個(gè)AUV系統(tǒng)的研究，但是卻和單個(gè)AUV系統(tǒng)不同，多AUV系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)，（1）多AUV編隊(duì)在執(zhí)行同一個(gè)任務(wù)目標(biāo)時(shí)，可以增加任務(wù)完成的幾率，當(dāng)某個(gè)AUV....

本文編號(hào)：3906320