無人水面艇是一種可執(zhí)行偵查、搜索、反潛、水文監(jiān)測(cè)、地理勘察等任務(wù)的高性能、智能化、信息化、自主化的海上利器,性能優(yōu)良的無人水面艇必須具備操縱性好、機(jī)動(dòng)靈活、實(shí)用性強(qiáng)等條件。為了獲得無人水面艇的各項(xiàng)性能參數(shù),需要為無人水面艇建立合適的運(yùn)動(dòng)模型,并通過各種方法辨識(shí)得到模型參數(shù),才能在航向控制器的設(shè)計(jì)中提供準(zhǔn)確可靠的信息。為此,本文以大連海事大學(xué)“藍(lán)信號(hào)”無人水面艇為研究對(duì)象,建立了該艇的操縱運(yùn)動(dòng)模型,并對(duì)模型進(jìn)行辨識(shí),獲得了準(zhǔn)確的模型參數(shù)。本文主要的研究內(nèi)容有:（1）為研究無人水面艇的運(yùn)動(dòng),選擇慣性參考坐標(biāo)系和附體參考坐標(biāo)系作為建模參考,將無人水面艇的運(yùn)動(dòng)建模從運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和動(dòng)力學(xué)建模兩方面進(jìn)行研究,從而建立無人水面艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際情況忽略外部干擾,簡化得到三自由度運(yùn)動(dòng)模型;再結(jié)合分離型模型建模思想和推進(jìn)器特性,建立響應(yīng)型模型,包括艉機(jī)模型、Nomoto模型和Norrbin模型,從而為后文的模型辨識(shí)奠定了理論基礎(chǔ)。（2）差分進(jìn)化算法是優(yōu)化算法中的一種,本文詳細(xì)介紹了差分進(jìn)化算法的原理、流程及算法改進(jìn)型,分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)算法性能的影響,為模型的辨識(shí)提供了條件。為了方便... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２；以色列“海鷗”無人水面艇??＇Ｆｉｇ．１１．２?Ｉｓｒａｅｌｉ?＂Ｓｅａｇｕｌｌ＂?ＵＳＶ??Ｉ．??我國由于市場(chǎng)和科舉技術(shù)等多方面的原因，無人水面艇的研宄起步較晚，但??、、工，

基于差分進(jìn)化算法的無人水面艇模型參數(shù)辨識(shí)的研宄??增了多種技術(shù)，比如三�？刂�、多波束和雙頻測(cè)深、淺地層剖析等，是無人水面??艇在工程實(shí)踐中的又一次成功應(yīng)用［１６１。??圖１．?３?“精�！睙o人水面艇??Ｆｉｇ．?１．３?＂Ｊｉｎｇｈａｉ＂ＵＳＶ??珠海云洲智能科技有限公司研發(fā)的全自動(dòng)無人水面艇“ＥＳ０３?”是一種集多種??技術(shù)于一身的智能水質(zhì)采樣艇，包括自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)、３Ｇ網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、超聲波??智能避障技術(shù)等，續(xù)航時(shí)間長，可連續(xù)航行６小時(shí)，能完成水質(zhì)采樣、監(jiān)測(cè)、污??染源追蹤、應(yīng)急處理突發(fā)污染事件等任務(wù)，具有廣闊的發(fā)展前景［１７］。??圖１．?４珠海云洲ＥＳＭ０３無人水面艇??Ｆｉｇ．?１．４?Ｚｈｕｈａｉ?“Ｙｕｎｚｈｏｕ”?ＥＳＭ０３?ＵＳＶ??１０??

水面艇的航向控制。由此可見，需要??采用分離型模型思想對(duì)“藍(lán)信號(hào)”無人水面艇進(jìn)行建模。??２．１無人水面艇六自由度運(yùn)動(dòng)模型??２．１．１?參考坐標(biāo)系的選取??無人水面艇的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以用六個(gè)自由度的任意運(yùn)動(dòng)來描述［５Ｇ１。為了準(zhǔn)確??的描述無人水面艇的具體運(yùn)動(dòng)，需要采用兩種坐標(biāo)系進(jìn)行分析，分別為慣性參考??坐標(biāo)系和附體參考坐標(biāo)系，這兩種坐標(biāo)系都可以描述無人水面艇六個(gè)自由度的運(yùn)??動(dòng)，下面分別對(duì)這兩種坐標(biāo)系進(jìn)行說明。??（１）?慣性參考坐標(biāo)系??０??ｙ?ＶＯ?ｘ??ｚ??圖２．１慣性參考坐標(biāo)系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｎｅｒｔｉａｌ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｆｒａｍｅ??慣性參考坐標(biāo)系也叫大地參考坐標(biāo)系，可取地球上任意一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，用??Ｏ表示。以原點(diǎn)Ｏ為基準(zhǔn)，取正北方向?yàn)椋希爿S的正方向，取正東方向?yàn)椋眩S的??正方向，取垂直向下指向地心的方向?yàn)閬栞S的正方向。在慣性參考坐標(biāo)系下，??１５??Ｉ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]一類艉機(jī)推進(jìn)無人水面艇建模與驗(yàn)證[D]. 李長飛.大連海事大學(xué) 2018
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[3]無人艇編隊(duì)協(xié)同導(dǎo)航控制技術(shù)研究[D]. 馬瑞龍.哈爾濱工程大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：3273521