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無人水下航行器控制技術(shù)研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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自動化 |
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關(guān)鍵詞
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無人水下航行器|數(shù)學(xué)建模 |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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50 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word+ppt |
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文件大小
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11085K |
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發(fā)布時間
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2014-06-23 11:06:00 |
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1 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
畢業(yè)設(shè)計 無人水下航行器控制技術(shù)研究，說明書共61頁，224548字，附外文翻譯、答辯文稿等。
摘 要
無人水下航行器是一種具有視覺和感知系統(tǒng)，能夠通過遙控或自主操作方式在水下移動完成某些特定任務(wù)的小型自航載體，利用無人水下航行器可以完成深海探測、海洋資源開發(fā)以及在軍事上作戰(zhàn)等任務(wù)。這就要求無人水下航行器具有高度的自主性、精確的控制和較強跟蹤能力。
論文的研究對象是無人水下航行器，研究的目的在于建立研究對象的數(shù)學(xué)模型，并針對數(shù)學(xué)模型進行運動控制策略的研究，為將來的實體控制作理論準(zhǔn)備。
論文從數(shù)學(xué)模型的思想出發(fā)，詳細分析了無人水下航行器的受力情況，建立了無人水下航行器的數(shù)學(xué)模型，然后對無人水下航行器的運動方程進行分解并利用小擾動原理對數(shù)學(xué)模型進行了線性化處理。
PID控制依賴于簡化模型。由于存在無人水下航行器建模誤差,流體動力學(xué)參數(shù)的不確定和未知洋流的干擾，控制系統(tǒng)必須具有不確定參數(shù)的自適應(yīng)能力。PID控制既有簡單易于實現(xiàn)的優(yōu)點，又能夠滿足對參數(shù)自適應(yīng)能力的需求，其控制品質(zhì)對被控對象不太敏感，非常適用于惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場PID算法有一套完整的參數(shù)整定與設(shè)計方法，易于被工程技術(shù)人員掌握；許多工業(yè)回路中對控制快速性和控制精度不高，而更重視系統(tǒng)的可靠性時，使用PID控制能獲得較高的性價比；長期應(yīng)用過程中，對PID算法缺陷可以進行改良。
關(guān)鍵詞：無人水下航行器，數(shù)學(xué)建模，PID控制
目 錄
第一章 緒論 1
1.1概述 1
1.2無人水下航行器的地位和作用 2
1.3無人水下航行器的發(fā)展?fàn)顩r 2
1.4無人水下航行器的發(fā)展重點與應(yīng)用前景 6
1.4.1無人水下航行器的發(fā)展重點 6
1.4.2無人水下航行器在軍事上的應(yīng)用前景 7
1.5論文主要研究內(nèi)容 7
第二章 無人水下航行器控制系統(tǒng)的基本原理 9
2.1無人水下航行器控制系統(tǒng)的基本原理和組成 9
2.2舵機和舵機的回路 11
2.2.1舵回路的特點 12
2.2.2舵機的類型和差別 12
2.2.3對舵機與舵機的回路的要求 13
2.3無人水下航行器的運動參數(shù) 13
2.3.1運動學(xué)方程 14
2.3.2動力學(xué)方程 15
2.4無人水下航行器的航向控制系統(tǒng) 16
2.4.1無人水下航行器航向控制系統(tǒng)組成 16
2.4.2無人水下航行器對航向控制系統(tǒng)的要求 17
2.4.3無人水下航行器航向控制系統(tǒng)常用的控制規(guī)律 18
2.5 無人水下航行器的橫滾控制系統(tǒng) 18
2.5.1無人水下航行器產(chǎn)生橫滾的原因 18
2.5.2無人水下航行器的橫滾控制系統(tǒng)的組成 19
2.5.3無人水下航行器的橫滾控制系統(tǒng)常用的控制規(guī)律 20
2.6無人水下航行器的深度控制系統(tǒng) 20
2.7無人水下航行器的縱傾控制系統(tǒng) 22
2.8無人水下航行器控制技術(shù)的發(fā)展方向 23
2.9本章小結(jié) 24
第三章 無人水下航行器的運動建模 25
3.1坐標(biāo)系的選擇和運動參數(shù)的定義 25
3.2無人水下航行器的受力分析 29
3.2.1無人水下航行器受到的水動力 29
3.2.2無人水下航行器受到的浮力 32
3.2.3無人水下航行器受到的推力 33
3.2.4無人水下航行器受到的重力 33
3.3無人水下航行器的數(shù)學(xué)模型的建立 34
3.4 無人水下航行器數(shù)學(xué)模型的簡化 35
3.4.1無人水下航行器運動方程的簡化 35
3.4.2小擾動原理 36
3.4.3運動方程的線性化 37
3.4.4無人水下航行器運動方程的分解 38
3.5本章小結(jié) 39
第4章 無人水下航行器控制策略的研究 40
4.1無人水下航行器的PID控制 41
4.1.1 PID控制介紹 41
4.1.2 PID控制算法研究 41
4.1.3 數(shù)字PID控制算法 42
4.1.4 PID各參數(shù)對控制效果的影響 43
4.2 PID控制器的各參數(shù)的選擇 44
4.2.1湊試法 44
4.2.2實驗經(jīng)驗法 45
4.2.3 PID控制算法在無人水下航行器上的應(yīng)用 46
4.3 PID控制器的數(shù)學(xué)模型 47
4.3.1數(shù)字控制器的數(shù)學(xué)模型 47
4.3.2模擬PID控制器的數(shù)學(xué)模型 49
4.4無人水下航行器PID控制仿真 49
4.5本章小結(jié) 50
第五章 結(jié)論 52
參考文獻 53
致 謝 54
畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 55
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