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一种水面无人艇运动模式辨识系统的研究
| 论文题名： | 一种水面无人艇运动模式辨识系统的研究 |
| 关键词： | 无人艇;运动模式;系统辨识;小波去噪;多目标优化 |
| 摘要： | 本论文的核心内容是提出一种水面无人艇运动多目标系统辨识方法，并通过模型试验计算分析验证该方法的正确性。分别以横摇角速度、纵摇角速度、横向速度和回转角速度的误差函数建立横摇运动、纵摇运动和操纵运动的损失函数，再以分目标乘除法构造无人艇多目标辨识最优化问题的评价函数，将无人艇多目标辨识问题转化成求解评价函数极小值问题，最后采用遗传算法求解出最优解。为了进行模型试验，笔者设计了一艘三体船无人艇，完成三体船无人艇模型制作，并进行了推进系统和操纵系统设计安装。利用MSComm串口控件设计了一套无人艇模型试验运动数据采集系统，可以实时采集水面无人艇三轴加速度、三轴角速度、三轴方向位移以及舵角等运动参数。 分别进行了无人艇静水横摇衰减试验、静水纵摇衰减试验和自由自航操纵性试验，得到该无人艇模型运动过程的角度、角速度、速度、加速度以及舵角等试验数据，以横摇运动平衡方程、纵摇运动平衡方程以及平面线性操纵性方程为数学模型，用Visual Basic编译辨识软件，将试验数据导入辨识软件求解出待辨识参数（即水动力导数），从而得出无人艇运动方程。对单个运动方程进行辨识计算分析，验证了单个方程的辨识可靠性，讨论了不同权重下无人艇运动多目标辨识计算，通过对运动进行预报，分析计算预报值与试验值之间的相对误差和相关系数，误差基本在10％以内，相关系数均在0.9以上，可知预报值与试验值吻合良好。 论文最后介绍和验证小波分析用于船模试验数据去噪方法的可靠性。本文用db4小波函数对无人艇试验数据进行去噪处理，并对处理后的数据进行辨识计算与未经过处理的数据辨识结果进行对比，验证了该方法的可靠性。 |
| 作者： | 李骏 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 杨松林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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