大型欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人操控性能研究.pdf

1、大型水下機(jī)器人具有尺寸大，航程遠(yuǎn)，航時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn)，在軍事上和民用方面都具有遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景。大型欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人為了順利完成水下航行及作業(yè)任務(wù)，必須具備良好的操縱和控制性能，準(zhǔn)確的水動(dòng)力性能的計(jì)算是操縱性能預(yù)報(bào)分析和控制方法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。大型水下機(jī)器人水下航行時(shí)常受到海流干擾，為此海流條件下水下機(jī)器人操控性能分析顯得十分重要。
　　本文將以某大型欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人為例，利用近似計(jì)算和CFD數(shù)值計(jì)算兩種方法對(duì)其進(jìn)行水動(dòng)力性能分析，獲取水動(dòng)力

2、系數(shù)?；谲浖?FLUENT，借助動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和UDF技術(shù)，通過建模、劃分網(wǎng)格、設(shè)定邊界條件、水動(dòng)力求解等過程，模擬各項(xiàng)約束模型試驗(yàn)。經(jīng)過進(jìn)一步處理模擬試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，獲取 AUV的水動(dòng)力系數(shù)。接下來進(jìn)行操縱性分析預(yù)報(bào)，建立描述 AUV運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型——六自由度空間運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)方程中各項(xiàng)進(jìn)行逐一的分析，利用VC編程環(huán)境，搭建AUV運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)，模擬各種操縱性仿真試驗(yàn)，對(duì)其操縱性能進(jìn)行預(yù)報(bào)分析?？刂菩阅芊治龅闹攸c(diǎn)是設(shè)計(jì)三維軌跡跟蹤控制器，分析欠

3、驅(qū)動(dòng) AUV運(yùn)動(dòng)控制特性和運(yùn)動(dòng)模型，基于運(yùn)動(dòng)模型設(shè)計(jì)三維軌跡跟蹤控制器，進(jìn)行軌跡跟蹤仿真試驗(yàn)，分析控制器的有效性和AUV的控制性能。為分析在海流條件下的操控性能，首先根據(jù)海流流動(dòng)特點(diǎn)，分析海流對(duì)AUV運(yùn)動(dòng)的影響機(jī)理，據(jù)此設(shè)計(jì)海流條件下的操縱運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)和運(yùn)動(dòng)控制方法。通過相應(yīng)的仿真試驗(yàn)，分析海流干擾條件下，大型欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人的操控性能。試驗(yàn)結(jié)果表明該大型欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人具有良好的操控性能，同時(shí)在海流存在的環(huán)境中仍然具有較好的運(yùn)動(dòng)能力，