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水面无人艇的建模与运动特性仿真
| 论文题名： | 水面无人艇的建模与运动特性仿真 |
| 关键词： | 水面无人艇;航迹控制;流体惯性力;螺旋桨推力;数学模型;Simulink仿真 |
| 摘要： | 水面无人艇(Unmanned Surface Vehicle)的航迹控制对提升无人艇艇载设备侦察观测效果以及多任务作战能力具有十分重要的意义。由于受到风、浪、流等干扰环境影响，水面无人艇将产生六自由度的操纵运动，具有很强的非线性和随机性。这将致使无人艇的航向航迹及姿态控制具有一定的难度，因此需要对水面无人艇建立六自由度操纵模型，更好地实现对无人艇的控制。 采用经典的MMG分离建模思想，依托浜本刚实提出的水平附体坐标系，建立水面无人艇的六自由度操纵运动方程。分析无人艇艇体、桨、舵所受的流动动力和力矩，分别建立流体惯性力模型、流体粘性力模型、螺旋桨推力模型及舵机模型。 考虑海况和气象环境的影响，分析风、浪作用于无人艇上的干扰力。将随机风简化为定常风，建立风的干扰力数学模型;采用傅汝德-克雷洛夫(Froude-Krylov)假设，研究规则波中无人艇受到的干扰力，建立波浪的干扰力数学模型。 在数学模型的基础上建立基于MATLAB/Simulink的仿真模型，并进行典型的回转试验，分别分析不同海况下的无人艇的回转情况。无人艇自主航行时，在不同海况下，绘制出其航速及艏摇角的变化曲线。通过总结分析，推论出多种海况下无人艇的运动规律，并分析该无人艇运动模型的合理性。 |
| 作者： | 杨炜帆 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 赵永生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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