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基于领航-跟随法的靶船编队控制系统的研究
| 论文题名： | 基于领航-跟随法的靶船编队控制系统的研究 |
| 关键词： | 靶船编队;控制系统;模糊PID控制;领航-跟随法 |
| 摘要： | 靶船是海上部队检验武器装备性能的重要工具，然而单艘靶船在实际应用中主要存在以下问题：1）靶标在被击中的情况下需多次回收投放所引起的工作效率低下的问题；2）单艘靶船无法应对大面积毁伤武器装备性能的测试。 针对以上问题，本文深入研究了多靶船编队控制技术，主要成果如下： （1）以多靶船编队实际功能需求为依据制定了合理的整体设计方案，分析了完成编队控制系统设计所需的理论研究和技术手段； （2）在研究PID控制原理和模糊控制理论基础上设计了靶船航向控制器和航速控制器。并利用Simulink仿真平台对所设计的控制器进行了仿真验证。验证结果表明PI航速控制器设计合理；模糊PD航向控制器比PD航向控制器性能优越，超调量最大降低21.65%，调节时间最大降低4.7s； （3）基于领航-跟随法分别对领航船的路径跟踪问题和跟随船的跟随问题进行了研究。在此基础上引入了安全距离并设计了跟随船的航向、航速控制器，之后对跟随角度和距离进行了调整计算。并对其进行了“三角形”和“直线形”编队仿真验证，验证结果表明靶船编队能够按照特定航线以规定队形稳定航行； （4）基于STM32对靶船编队控制系统进行了设计和实现。完成了控制器的软件和硬件设计，并设计了适合靶船编队控制系统的地面站软件。对本文设计的系统进行了半实物仿真验证，包括：通信功能测试、信息采集功能测试和编队算法验证。验证结果表明系统设计合理，性能优越。 研究表明靶船编队控制技术可行，总体设计合理，可为靶船编队控制技术应用提供一定的基础。 |
| 作者： | 马连泽 |
| 专业： | 兵器工程 |
| 导师： | 辛长范;沙金龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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