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基于运动仿真的无人艇区域保持方法研究
| 论文题名： | 基于运动仿真的无人艇区域保持方法研究 |
| 关键词： | 区域保持方法;运动仿真;无人艇;数学模型 |
| 摘要： | 近些年来，无人艇技术发展迅速，对于海上执行任务的无人艇来说，很多时候需要保证它的工作范围在一定的区域内，而由于受到外界干扰力的作用，无人艇必然会发生一定的运动。因此，无人艇在执行任务的同时也要进行区域保持工作。而无人艇由于空间的限制不能利用锚泊进行区域保持；其设备也比较简单，不能采用复杂的控制方法；而且无人艇在海上工作时，周围的海况信息往往是未知的；所以，无人艇想要进行区域保持工作必须要解决以上问题。本文针对这种情况，以无人艇的仿真航迹为基础，提出了一种简单易行的区域保持方法，并进行了仿真验证。此外，也对海况未知时无人艇的运动仿真与区域保持进行了研究。本文的工作主要从以下几个方面展开： 1.确定无人艇区域保持的总体方案，对区域保持的思想、工作阶段及实现步骤进行了分析，明确了研究方向。 2.根据MMG建模思想，建立无人艇的数学模型。利用Runge-Kutta法对模型进行求解；以MATLAB为平台，编写仿真程序，对无人艇的航迹进行仿真，得到了不同情况下无人艇的运动轨迹仿真结果。 3.根据实际情况，以运动仿真结果为基础，提出一种可以应用于无人艇上的区域保持方法；对该方法的实现过程以及其中涉及到的关键参数进行分析和计算；以该方法为核心，编写仿真程序，对区域保持方法进行仿真验证，得到了不同情况下无人艇区域保持的仿真结果和关键参数的计算结果。 4.针对无人艇工作的实际环境，对海况未知环境下的运动仿真算法进行研究，提出了一种可以在外干扰力作用情况不明确的条件下进行运动仿真的算法，对此算法的理论依据和计算过程进行了详细分析，并利用之前的运动仿真计算结果，对该算法进行了对比和验证。 5.以海况未知环境下的运动仿真结果为基础，对海况未知时无人艇的区域保持方法进行了研究；结合海况未知时的运动仿真算法和海况已知时的区域保持方法，对海况未知时的区域保持方法进行仿真分析，得到了海况未知环境下无人艇的区域保持仿真结果，并与海况已知下的结果进行了对比分析。 |
| 作者： | 邹金锟 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 薛开 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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