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基于超短基线的水下自主航行器回收导航策略的研究与仿真
| 论文题名： | 基于超短基线的水下自主航行器回收导航策略的研究与仿真 |
| 关键词： | 超短基线;水下自主航行器;回收导航策略;姿态信息;运动轨迹;仿真技术 |
| 摘要： | 水下自主航行器由于它在民用和军用方面的应用而受到越来越多的重视，尤其在海底资源勘探与开采方面，无人化的水下自主航行器更是成为一种必不可少的工具。而具备水下自主回收能力能够有效的提高水下自主航行器任务执行效率，同时大大增加水下潜航的秘密性。 一个可靠的水下回收平台可以在提供水下自主航行器安全停靠的同时为水下自主航行器提供水下电能与数据的传输能力。要具备这种水下自主回收能力，一个能够引导水下自主航行器准确进入水下回收平台的水下回收制导控制器是必不可少的。本论文主要研究水下回收制导与运动控制，实现引导与控制欠驱动型6自由度水下自主航行器准确进入圆锥导筒式水下回收平台。为了进行仿真验证，建立了以动力学方程为主的欠驱动型6自由度水下自主航行器的数学模型，并在Simulink中建立了包含水下洋流影响模块的仿真模型。 本论文选取REMUS-STD作为水下回收制导与运动仿真对象，这是一款由美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI，Woods Hole Oceanographic Institute)研制的技术非常成熟的欠驱动型6自由度水下自主航行器。本论文为完成水下回收制导仿真首先设计了针对REMUS-STD的两个独立的PID控制器，主要完成对水下航行的航向和深度控制。 本论文以超短基线(USBL，Ultra Short Base Line)水声定位设备作为主要的水下回收导航设备，向水下回收制导控制器提供水下自主航行器相对于水下回收平台的位置和姿态信息。按照水下回收制导过程中相对距离的远近分别采用不同的回收制导方式，其中，在远距离阶段采用基于视线法的纯跟踪制导，在近距离阶段采用横向误差控制制导，在水下回收末端针对航行器的偏航角度进行末端的航向调整。并通过在Simulink中以REMUS-STD为仿真模型进行回收制导仿真，仿真结果证明这种组合制导方式完全可以满足锥形导筒式水下回收平台单一方向性的水下回收要求。 |
| 作者： | 卢正华 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 金波;杨灿军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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