無人潛航器的自動航行系統(tǒng)研究.pdf

1、浩瀚的海洋蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源、生物資源和各種能源，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要財富。隨著對海洋資源的進(jìn)一步探索與開發(fā)，作為海洋資源開發(fā)的助手，無人潛航器(Unmanned underwater Vehicle，UUV)的研制引起了各國極大的重視。而各種無人潛航器在完成各種復(fù)雜的作業(yè)和安全航行時，就必須按要求進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而運動控制就成為UUV能否完成預(yù)定任務(wù)的一項關(guān)鍵性技術(shù)。 無人潛航器的操縱系統(tǒng)是實施最佳航行計劃、保持船舶

2、航行在預(yù)定航向上、同時根據(jù)避碰和避險系統(tǒng)的指令進(jìn)行相應(yīng)操船行動的指令執(zhí)行系統(tǒng)。潛航器借助其操縱裝置來改變或保持艇的運動速度、姿態(tài)、方向和深度的性能稱作潛航器的操縱性。當(dāng)潛航器具有良好的操縱性時，既能穩(wěn)定地保持航向、深度和航速，又能迅速改變航向、深度和航速，準(zhǔn)確地執(zhí)行各種操作。不言而喻，良好的操縱性對于無人駕駛潛航器的工作效能、安全性都具有非常重要的意義。 本文依托交通部實驗室建設(shè)項目“水下打撈探測作業(yè)平臺”，將模糊自適應(yīng)和PID

3、控制算法引入無人潛航測量器的航向控制系統(tǒng)設(shè)計中，從而保證小型無人潛航測量器在水下定深處能夠按照預(yù)定航線完全自動航行。 針對無人潛航器操縱系統(tǒng)智能化的特點，本文首先介紹了國內(nèi)外無人駕駛潛航器及其運動控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀以及目前智能控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，然后對模糊控制理論和PID控制原理分別作了介紹，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了簡單模糊控制器和模糊PID復(fù)合控制器來控制電機(jī)，給出了航行控制系統(tǒng)的整個方案設(shè)計，最后對兩種控制器下的航行系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗