近年來(lái),隨著海洋資源勘探與開(kāi)發(fā)以及海洋安全越來(lái)越受到人們的高度重視,無(wú)人艇(Unmanned Surface Vehicles,USV)由于其在民用和軍事領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用前景,成為了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。此外,隨著無(wú)人艇研究的進(jìn)一步深入和無(wú)人作戰(zhàn)的發(fā)展需求,多無(wú)人艇集群控制的概念應(yīng)運(yùn)而生。集群協(xié)作控制在海洋資源探測(cè)、艦隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)、搜捕營(yíng)救、編隊(duì)巡邏、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面具有較寬的應(yīng)用空間。為此,本文以水面無(wú)人艇集群的智能航行控制為研究對(duì)象,主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作:首先以一艘實(shí)際的噴水推進(jìn)無(wú)人艇為例,建立了水面三自由度運(yùn)動(dòng)方程。在運(yùn)動(dòng)建模過(guò)程中,考慮到無(wú)人艇在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在的模型攝動(dòng)問(wèn)題,開(kāi)展了攝動(dòng)模型的研究,并創(chuàng)新性地將運(yùn)動(dòng)模型中所有不確定項(xiàng)合并處理,建立了含有不確定函數(shù)的總擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型。同時(shí),以HamiltonJet364型噴水推進(jìn)器為例,對(duì)噴泵推力-轉(zhuǎn)速-航速的關(guān)系函數(shù)進(jìn)行了擬合分析,并建立了具體的控制方程,為后續(xù)章節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真研究奠定了基礎(chǔ)。針對(duì)欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇的魯棒控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種新形式的自適應(yīng)擾動(dòng)觀測(cè)器,對(duì)系統(tǒng)各自由度的總不確定攝動(dòng)量進(jìn)行在線實(shí)時(shí)估計(jì)。在此...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.3法國(guó)“Rodeur”號(hào)（左）和“Basil”號(hào)（右）無(wú)人艇Fig.1.3“Rodeur”and“Basil”USVofFrance

圖1.3法國(guó)“Rodeur”號(hào)（左）和“Basil”號(hào)（右）無(wú)人艇Fig.1.3“Rodeur”and“Basil”USVofFrance日本雅馬哈公司也曾進(jìn)行了無(wú)人艇的研發(fā)工作，并設(shè)計(jì)了無(wú)人海洋探測(cè)艇（無(wú)人高速軍用艇（UMV-H）等型號(hào)的無(wú)人艇，如圖1.4所示。圖1....

圖1.4日本UMV-O型（左）與UMV-H型（右）無(wú)人艇Fig.1.4UMV-HandUMV-OUSVofJapan

）和無(wú)人高速軍用艇（UMV-H）等型號(hào)的無(wú)人艇，如圖1.4所示。圖1.4日本UMV-O型（左）與UMV-H型（右）無(wú)人艇Fig.1.4UMV-HandUMV-OUSVofJapanUMV-O型采用排水型艇體，主要用于執(zhí)行海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和生物化學(xué)測(cè)試等任務(wù)，具備較長(zhǎng)時(shí)間的....

圖1.9單船與編隊(duì)海洋探測(cè)效果對(duì)比Fig.1.9Resourcedetectioncomparisonbyavesselandafleet

執(zhí)行效率高等多重優(yōu)點(diǎn)。因此，通過(guò)對(duì)船舶編隊(duì)的控制方法開(kāi)展必要研究，完成對(duì)多船編隊(duì)的有效控制，在軍事國(guó)防、生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有寬廣的應(yīng)用范疇與廣闊的發(fā)展前景。如圖1.9編隊(duì)探測(cè)、圖1.10遠(yuǎn)洋補(bǔ)給與艦隊(duì)協(xié)同作業(yè)等。圖1.9單船與編隊(duì)海洋探測(cè)效果對(duì)比Fig.1.9Resourced....

圖1.10遠(yuǎn)洋補(bǔ)給與艦隊(duì)協(xié)同作業(yè)Fig.1.10Offshoresupplyandfleetcooperatingoperations

圖1.10遠(yuǎn)洋補(bǔ)給與艦隊(duì)協(xié)同作業(yè)Fig.1.10Offshoresupplyandfleetcooperatingoperations過(guò)長(zhǎng)期的研究與探索，各國(guó)學(xué)者在單船路徑跟蹤、軌跡跟蹤控制方法的運(yùn)動(dòng)控制與其他領(lǐng)域建立的編隊(duì)控制方法相結(jié)合，對(duì)船舶編隊(duì)控制的領(lǐng)法、基于行....

本文編號(hào)：4046797