水面無(wú)人艇試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著世界各國(guó)對(duì)海洋權(quán)益的要求日益強(qiáng)烈，水面無(wú)人艇作為維護(hù)海洋權(quán)益的重要工具之一，世界各國(guó)正在加緊研究。國(guó)內(nèi)關(guān)于水面無(wú)人艇的研究尚處于起步階段，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大差距。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)水面無(wú)人艇的研究現(xiàn)狀，對(duì)水面無(wú)人艇試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行研究，該平臺(tái)可以模擬水面無(wú)人艇在海上的運(yùn)動(dòng)，為研究水面無(wú)人艇的一些控制算法以及觀察水面無(wú)人艇的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供一個(gè)方便的可視化平臺(tái)。
　　 本文的研究目的是設(shè)計(jì)一個(gè)水面無(wú)人艇試驗(yàn)平臺(tái)，研究工作主要有以下幾

2、點(diǎn):1.研究海洋環(huán)境干擾風(fēng)、浪、流的模型，研究水面無(wú)人艇的數(shù)學(xué)模型，螺旋槳特性以及艇槳運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。2.研究水面無(wú)人艇的航向控制與航跡控制。其中航向控制采用PID控制。航跡控制首先介紹了滑?？刂?，然后利用反步法將控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程分解為運(yùn)動(dòng)學(xué)回路和動(dòng)力學(xué)回路兩個(gè)過(guò)程分別進(jìn)行控制器設(shè)計(jì);在運(yùn)動(dòng)學(xué)回路中，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人艇位置跟蹤誤差的收斂，設(shè)計(jì)了無(wú)人艇的參考縱向速度和側(cè)移速度;在動(dòng)力學(xué)回路中利用滑模控制的方法設(shè)計(jì)實(shí)際控制輸入對(duì)參考速度的跟蹤控制，

3、最后用Simulink進(jìn)行模型仿真。3.用V-realm Builder2.0可視化工具構(gòu)造一個(gè)水面無(wú)人艇的虛擬現(xiàn)實(shí)世界并利用Simulink虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱將水面無(wú)人艇的仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)世界相連，使無(wú)人艇能夠在虛擬世界中按照研究人員的意志自由移動(dòng)。4.進(jìn)行實(shí)物仿真，將Simulink仿真的結(jié)果通過(guò)串口傳送給PLC，由PLC控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，來(lái)模擬無(wú)人艇的航向控制。5.用MATLAB/GUI技術(shù)編寫(xiě)無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型的計(jì)算界面，試驗(yàn)平臺(tái)的主控制界