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水下潜器水动力模型简化及参数辨识研究
| 论文题名： | 水下潜器水动力模型简化及参数辨识研究 |
| 关键词： | 水下潜器;水动力参数;敏感性指数;扩展卡尔曼滤波 |
| 摘要： | 水下潜器空间机动是严重非线性的，两平面间的运动是强耦合的，水下潜器操纵控制的重点和难点就在于此。水动力参数的获得与精确性对于水下潜器的操纵控制至关重要，本文针对水下潜器的水动力参数的问题进行了研究，主要工作有： 系统的研究并推导了模拟水下潜器运动较为完整的仿真模型。首先从刚体的动量定理出发，通过对水下潜器运动的受力分析，以泰勒级数和微分方程理论作为主要的数学工具，推导了水下潜器空间六自由度运动方程。 水动力参数辨识研究背景是模拟训练，本文对于水下潜器的全部108个水动力系数进行了分析，由于实际航行数据数量不足，参数不宜太复杂，因此有必要将方程从水下潜器的结构特性和运动特性两个方面对其进行简化，在标准方程众多水动力系数中保留对水下潜器空间运动起主导作用的一部分系数，忽略其他各项或影响较小的参数，对原方程进行了简化。 研究了水下潜器操纵性与水动力系数之间的关系，提出水动力系数敏感性指数的指标，从水下潜器操纵性的角度对水下潜器的水动力系数进行了敏感性指数的测定，从水平面Z形操舵机动、定常回转运动、垂直面梯形操舵机动三种实验的仿真结果中提取操纵性指标与水动力系数进行解算，进而剔除某些不敏感的水动力系数。 研究了扩展卡尔曼滤波器的工作原理和设计方法，利用扩展卡尔曼滤波，采用非线性观测器的方法辨识了部分一阶水动力系数。 |
| 作者： | 朱怡 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 郝燕玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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