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原文传递水面无人艇试验平台设计

论文题名：	水面无人艇试验平台设计
关键词：	水面无人艇;虚拟现实;滑模控制;试验平台
摘要：	随着世界各国对海洋权益的要求日益强烈，水面无人艇作为维护海洋权益的重要工具之一，世界各国正在加紧研究。国内关于水面无人艇的研究尚处于起步阶段，与西方发达国家相比存在很大差距。本文结合国内水面无人艇的研究现状，对水面无人艇试验平台进行研究，该平台可以模拟水面无人艇在海上的运动，为研究水面无人艇的一些控制算法以及观察水面无人艇的运动状态提供一个方便的可视化平台。　　本文的研究目的是设计一个水面无人艇试验平台，研究工作主要有以下几点:1.研究海洋环境干扰风、浪、流的模型，研究水面无人艇的数学模型，螺旋桨特性以及艇桨运动数学模型。2.研究水面无人艇的航向控制与航迹控制。其中航向控制采用PID控制。航迹控制首先介绍了滑模控制，然后利用反步法将控制器的设计过程分解为运动学回路和动力学回路两个过程分别进行控制器设计;在运动学回路中，为实现无人艇位置跟踪误差的收敛，设计了无人艇的参考纵向速度和侧移速度;在动力学回路中利用滑模控制的方法设计实际控制输入对参考速度的跟踪控制，最后用Simulink进行模型仿真。3.用V-realm Builder2.0可视化工具构造一个水面无人艇的虚拟现实世界并利用Simulink虚拟现实工具箱将水面无人艇的仿真与虚拟现实世界相连，使无人艇能够在虚拟世界中按照研究人员的意志自由移动。4.进行实物仿真，将Simulink仿真的结果通过串口传送给PLC，由PLC控制转台的旋转，来模拟无人艇的航向控制。5.用MATLAB/GUI技术编写无人艇数学模型的计算界面，试验平台的主控制界面;整合所有功能，方便研究人员操作。
作者：	伍文晖
专业：	控制工程
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