發(fā)布時(shí)間：2020-04-06 20:15

【摘要】：自主水下機(jī)器人(Autonomous Underwater Vehicle)如今是人類進(jìn)行海洋探索的重要工具,在軍事和民用上朝著更加自主、更長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間、更高的隱蔽性、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交互能力的趨勢(shì)前進(jìn)。由于AUV電池技術(shù)沒有進(jìn)一步突破,傳統(tǒng)的母船布放回收進(jìn)行能源補(bǔ)充和數(shù)據(jù)交換帶來(lái)的種種弊端,對(duì)AUV的回收對(duì)接研究顯得尤為重要。尤其在復(fù)雜的海洋環(huán)境下,探究有效的回收路徑跟蹤控制方法,完成回收任務(wù),是目前國(guó)內(nèi)外在回收對(duì)接技術(shù)上的熱點(diǎn),對(duì)于AUV在軍事和民用領(lǐng)域都有重要作用。本文主要參與研制了一套具有水下AUV自主對(duì)接功能的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并針對(duì)AUV回收三維路徑跟蹤展開了控制新方法研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:論文首先分析了AUV回收對(duì)接系統(tǒng)和三維路徑跟蹤方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),并根據(jù)回收對(duì)接的項(xiàng)目需求,設(shè)計(jì)了“探海I型”AUV回收對(duì)接控制總體方案,研究了“探海I型”AUV的數(shù)學(xué)建模。其中包括建立了海流干擾下推進(jìn)器、水平面和垂直面的數(shù)學(xué)模型。然后著重研究了“探海I型”AUV回收三維路徑跟蹤控制方法。對(duì)于水平面艏向角控制器,為解決海流干擾和滑�？刂茙�來(lái)的抖振問題,設(shè)計(jì)了一種新穎的模糊滑模控制器,引入了模糊控制來(lái)優(yōu)化滑�？刂浦汹吔�律的符號(hào)函數(shù);對(duì)于深度控制器,為解決AUV自身的模型和水動(dòng)力參數(shù)的不確定性,提出了模糊積分S面控制,即對(duì)S面引入積分項(xiàng),且對(duì)S面中的系數(shù)進(jìn)行模糊化,以提高控制器的魯棒性和抗干擾能力。其次進(jìn)行了“探海I型”回收控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中包括AUV本體和對(duì)接塢的軟硬件設(shè)計(jì),重點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于PC104 LINUX嵌入式架構(gòu)的MOOS水下軟件。最后進(jìn)行了AUV湖試。其中包括了通信及驅(qū)動(dòng)設(shè)備調(diào)試和檢查、路徑跟蹤試驗(yàn),經(jīng)過水面航跡、水下航跡、水下六邊形跟蹤湖試,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的有效性和AUV控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,滿足了AUV水下對(duì)接回收功能的需求。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242

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10 趙，

本文編號(hào)：2616973