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水下自主式航行器(AUV)控制系统设计
| 论文题名： | 水下自主式航行器(AUV)控制系统设计 |
| 关键词： | 水下自主航行器;灰色预测;遗传算法;PID控制器 |
| 摘要： | 水下自主航行器(AUV)的研制和应用是我国海洋技术研究的重要组成部分,它对于海洋的探索、开发和利用,具有重要的理论研究意义和明确的应用背景,同时也具有很高的军事地位。控制系统是航行器设计的核心内容,是航行器执行任务的根本,论文主要从硬件平台和模型搭建、控制器设计仿真等几个方面对航行器控制系统进行论述。 硬件方面,论文按控制要求并根据各个设备的特点设计了基于PC104和CAN总线的AUV控制系统,包括设备整体构架、通信系统和供电系统,并对其中一些关键问题进行说明。 软件方面,论文首先基于本文要研究的AUV的特点(形状类似于鱼雷,具有一个主推螺旋桨,一对水平舵板和一个垂直舵板),对其进行动力学分析,建立了AUV运动学方程和动力学方程,并根据小扰动理论和方程分组的方法对其进行简化,最终得到AUV在水平面和垂直面运动的简化传递函数。 考虑到PID控制器具有参数选择比较困难,不具备适应性等问题,论文先用灰色预测算法对遗传算法进行了改进,使用预测方法来指导遗传算法进行高效寻优,并在此基础上,针对本文研究的 AUV设计了基于遗传算法PID的控制器,并分别对AUV在水平面和垂直面的运动进行了控制仿真。仿真结果表明,改进遗传算法PID具有较好的控制效果和鲁棒性。 |
| 作者： | 陈永亮 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 吴正平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 三峡大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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