无人系统保障船运动轨迹控制研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyc528528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着现代智能化技术的飞速发展,越来越多结合无人系统的产品:无人艇,无人汽车渐渐进入人们的视野,融入人们的生活,成为现代生活的一种风尚。本文研究了一种无人系统保障船,采用全新船型,是用以搭载水下潜器与无人艇的水上作业平台。它在兼备一般保障船功能的同时结合无人系统,具有自主航行、续航力强等技术特点。由于该船型目前还在研发阶段,各方面的工作亟待理论验证,因此本论文就该船的运动轨迹控制问题展开重点研究,主要包括以下几个方面:第一,基于水面船舶六自由度非线性数学模型,得到适合本船型进行控制器设计的三自由度运动数学模型,并针对模型中的控制输入项,构建推力分配模型。第二,针对运动模型中水动力参数未知的问题,基于CFD软件STAR-CCM+对无人系统保障船进行约束模的数值模拟,通过对计算结果的后处理得到了水动力参数,并由定常直航与定常回转仿真试验验证了参数的可用性。第三,为实现无人系统保障船的运动轨迹控制,首先设计了航速控制器与基于滑模法航向控制器,并在设计过程中引入零均值高斯分布的随机噪声模拟外界扰动,并通过仿真试验证明了控制器的鲁棒性。然后,针对无人系统保障船的直线路径跟踪问题,结合LOS制导算法与基于指数趋近律的滑模控制法设计控制器,并引入低通滤波器与饱和控制环节实现控制器的性能优化,通过对期望直线路径的跟踪仿真,验证了所设计滑模鲁棒控制器的优良性能。第四,针对运动轨迹控制中关于目标点的镇定问题,基于反步法设计一种非线性运动镇定控制器,并相继引入动态面技术与高增益观测器进行性能优化。通过系统仿真验证了控制器良好的镇定控制效果,并在引入高增益观测器后,能够实现对船舶运动速度较为准确的估计,解决了工程中船舶实际运动速度不易直接测量的问题。
其他文献
随着世界各国交流的深入,公示语已经成为城市中的-张十分重要的名片,是外国友人了解中国的主要途径.公示语不仅是现代语言的承载载体,同时也是开展国际交际活动的重要手段,具
讨论连通分支两种定义的等价性以及由连通分支生成的分解空间的性质,给出了拟分支的简单性质,研究了两类分支的关系.
高职艺术设计专业是培养艺术设计人才的主要专业,对加强高素质、高水平艺术设计人才的培养非常重要。但是从现阶段艺术设计毕业生的就业情况来看,部分毕业生在实际工作中存在
自媒体平台作为微写作教学的一种补充方式,其主要特点是具有交互的即时性和对时间利用的"碎片化",顺应了时代发展特征,达到了寓学于玩的效果,对学生写作能力的提高和写作兴趣