原文传递
三推进器结构无人水下航行器的深度控制研究
| 论文题名： | 三推进器结构无人水下航行器的深度控制研究 |
| 关键词： | 无人水下航行器;三推进器;深度控制;参数优化 |
| 摘要： | 三推进器无人水下航行器是一种结构简单、可靠性高的水下作业设备，其特点是:通过在水平面上布置两个定向推进器、垂直平面上布置一个定向推进器，完成无人水下航行器常用的水下运动。与现有其它结构相比，三推进器结构的稳定性更高、灵活性更强，具有广泛的应用前景。 本文研究一种三推进器无人水下航行器的深度控制，在对典型的三推进器运动系统结构进行改进基础上，并在驱动器个数不变的情况下，实现了航行器的俯仰角控制。上述改进使得无人水下航行器在深度控制方式上出现了显著差异，本文着重分析了这种改进后的结构在深度控制上的特点，并通过设计适当的控制策略实现了稳定的深度控制。 论文首先研究了三推进器无人水下航行器系统的运动模型，在对比分析现有结构的基础上提出了可行的基本结构和布局方案。在对结构进行数学建模、模型仿真和流体仿真基础上，通过分析仿真结果优化了相关结构参数。 针对设计的结构方案，本文深入地进行了深度系统的控制策略研究与设计;通过分析和对比多种控制系统方案，提出了深度控制的控制结构和控制算法。本文采用了一种双闭环的控制算法结构;系统内环采用模糊滑模控制算法实现了俯仰角控制，模糊算法的引入可有效地克服常规滑模控制过程中出现的抖振;系统外环采用模糊控制算法实现了深度控制。在已建立的数学模型基础上，本文对控制策略进行了仿真研究，并通过仿真分析优化了控制参数，仿真表明控制方案具有良好的性能。 本文设计并建立了无人水下航行器实验平台，以便研究控制策略和结构设计方案的整体性能。实验平台主要由三推进器无人水下航行器和岸上实时监控台组成。论文对实验平台的整体结构和软硬件系统的设计也进行了详细的论述。 最后，以研制的实验平台为基础进行了深度控制实验研究和分析。完成了俯仰角控制、深度控制等实验。通过对航行器的运动特性和控制效果的分析和对比，表明系统结构和控制方案具有良好的性能。 |
| 作者： | 谢凯源 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 唐建中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
