一型水面無人艇搖蕩特性分析及協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步研究.pdf

1、水面無人艇作為海洋領(lǐng)域科技發(fā)展的產(chǎn)物，一直是國內(nèi)外研究的主題。水面無人艇的作業(yè)環(huán)境要求平臺具有穩(wěn)定性和適航性，其中耐波性是主要影響因素。任務(wù)的復(fù)雜性對無人艇功能提出更高的要求，這導(dǎo)致某些任務(wù)由單個(gè)無人艇無法完成。鑒于此，本文設(shè)計(jì)一種新型水面無人滑行艇，沿艇體中部舭部到艇體尾部安裝防飛濺片體，完成船模制作、推進(jìn)系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝，并完成了以可編程控制器為核心的無人智能控制系統(tǒng)，最終完成了自主規(guī)劃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文在完成耐波性試驗(yàn)后，

2、采用系統(tǒng)辨識方法進(jìn)行搖蕩特性分析。應(yīng)對任務(wù)的復(fù)雜性，本文進(jìn)行了多水面無人艇協(xié)同系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)，最終初步實(shí)現(xiàn)水面無人艇的協(xié)同功能。本文主要研究工作及分析如下：
　　（1）參照江蘇科技大學(xué)5.8米“華船一號”滑行艇，采用母型改造法，加上防飛濺條設(shè)計(jì)，制作一艘水面無人滑行艇船模，進(jìn)行無人艇自主規(guī)劃航行設(shè)計(jì)，并搭載自主航行所需設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)無人艇推進(jìn)、操縱、數(shù)據(jù)處理、自主航行、協(xié)同等功能，主要完成了搖蕩試驗(yàn)、自主規(guī)劃航行試驗(yàn)和協(xié)同試驗(yàn)，驗(yàn)

3、證了以可編程控制器PAC為核心的無人智能控制系統(tǒng)的可靠性。
　　（2）編譯一套基于改進(jìn)型遺傳混沌優(yōu)化算法的系統(tǒng)辨識程序。建立靜水中橫搖和縱搖自由衰減運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用系統(tǒng)辨識計(jì)算，分別得出搖蕩運(yùn)動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)微分方程，預(yù)報(bào)無人艇的搖蕩姿態(tài)。從靜水中橫搖和縱搖自由衰減運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面，將排水量對船舶搖蕩特性的影響做了進(jìn)一步的分析討論，同時(shí)分析了航速對直航過程中船舶橫搖的影響。
　?。?）針對民用水面無人艇的功能需要，本文設(shè)計(jì)了一套多水