無人水面艇直線路徑跟蹤控制器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無人水面艇作為一種監(jiān)測海洋環(huán)境、維護(hù)海洋權(quán)益和現(xiàn)代化軍事作戰(zhàn)的裝備，具有廣泛的應(yīng)用前景，已成為了國內(nèi)外智能化海洋裝備的研究熱點之一。在復(fù)雜多變的海洋環(huán)境中，能夠自主的精確和快速跟蹤期望的航跡路徑是保證無人水面艇的安全航行和順利完成指定任務(wù)的前提和基礎(chǔ)，也是無人水面艇智能控制技術(shù)中自主運動控制研究的重點內(nèi)容之一。因此，為了實現(xiàn)無人水面艇航跡的精確和快速的跟蹤控制，本文將大連海事大學(xué)“藍(lán)倍”號無人水面艇作為研究對象，針對其直線路徑跟蹤問題分

2、別進(jìn)行了直接航跡跟蹤控制的仿真研究和間接航跡跟蹤控制器的設(shè)計與驗證工作，主要內(nèi)容分為以下幾部分:
　　首先，建立了無人艇的線性數(shù)學(xué)模型與非線性數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實船操縱運動的實驗數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進(jìn)行了辨識。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了模糊自適應(yīng)PID航向控制器，給出了模糊整定規(guī)則和控制參數(shù)，實現(xiàn)了控制的參數(shù)在線自整定，并在風(fēng)、浪、流等干擾的情況下進(jìn)行了航向跟蹤控制的仿真。仿真結(jié)果表明，模糊自適應(yīng)PID航向跟蹤控制器具有良好的自適應(yīng)性能。
　

3、　其次，在對間接航跡跟蹤控制方法的研究中，將Line-Of-Sight(LOS)制導(dǎo)算法與模糊自適應(yīng)PID航向跟蹤控制相結(jié)合，設(shè)計了一種基于LOS制導(dǎo)算法的無人水面艇直線路徑跟蹤控制器，仿真結(jié)果表明了該方法的有效性和可行性，可以應(yīng)用于“藍(lán)信”號無人水面艇的直線路徑跟蹤控制器的設(shè)計;在對直接航跡跟蹤控制方法的研究中，利用反步法(Backstepping)，在考慮了無人水面艇舵機(jī)特性情況下，設(shè)計了一種包含舵機(jī)模型的無人水面艇直接航跡跟蹤控制