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面向使命的无人水下航行器自适应行为控制方法研究
| 论文题名： | 面向使命的无人水下航行器自适应行为控制方法研究 |
| 关键词： | 无人水下航行器;行为动力学;控制系统;统一建模语言;行为协调 |
| 摘要： | 随着人工智能理论的深入研究和控制理论技术的不断发展，机器人正朝着无人化和智能化方向房展。在海洋领域中，无人水下航行器(Unmanned underwater vehicle,UUV)是水下机器人的杰出代表，广泛应用于多个领域。本文以情报收集与监视侦查，反水雷战，反潜战三大典型使命为背景，从UUV水平面基本行为模型、UUV控制系统软件模型、UUV行为协调机制、UUV自适应行为控制仿真软件的建立四个方面进行研究： 首先，从行为动力学理论入手，分析UUV基本行为的建模过程，建立了趋向目标行为、避障行为和避碰行为的动力学模型，给出了行为动力学模型参数调整规律，完成了行为贡献的叠加。通过对 UUV使命的研究分析，设计了满足使命需求的 UUV基本行为和任务行为。 其次，针对 UUV控制系统软件设计问题，采用结构化语言对 UUV控制系统进行设计，存在着很难判断代码是否实现了系统分析模型的困难问题，提出采用利用统一建模语言(Unified Modeling Language，UML)对UUV控制系统进行可视化建模。通过对基于行为的UUV运动控制系统研究，从需求功能、消息响应顺序以及对象流角度建立UUV控制系统可视化模型。 再次，为了避免UUV在航行过程中出现奇诺现象，设计了基于模糊权值的行为融合算法，详细的描述了模糊权值算法的原理和步骤；为使多个行为能够协调一致地运行协助 UUV完成任务，设计了基于优先级的 UUV行为协调算法；通过仿真验证了所建立的行为动力学模型的正确性和模糊权值算法实现行为融合的有效性。 最后，将以上研究的UUV的基本行为动力学模型、UUV控制系统软件模型设计、UUV行为协调算法相结合，构成了UUV自适应行为控制系统，通过VC6.0开发平台，设计开发了 UUV自适应行为控制仿真软件，通过仿真验证了本文研究的 UUV自适应行为控制方法的有效性。 |
| 作者： | 孙雷 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 王宏健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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