混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器動(dòng)力學(xué)建模及運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器集成了自主水下航行器、水下滑翔器及剖面浮標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)，是海洋環(huán)境觀測和海洋資源探測的重要平臺(tái)?；胁僮髂Ｊ较拢芷诟淖冏陨韮舾×椭匦奈恢?，借助機(jī)翼的液動(dòng)升力前進(jìn)，完成海洋中的鋸齒形剖面運(yùn)動(dòng)，此時(shí)具有工作效率高、范圍大、噪音低的特點(diǎn)；推進(jìn)操作模式下，通過螺旋槳的推力快速前進(jìn)，借助尾舵或內(nèi)部姿態(tài)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，完成海洋中的快速穿梭運(yùn)動(dòng)，此時(shí)具有速度快，機(jī)動(dòng)性高，受海水深度及流速影響小的特點(diǎn)。
　　 本文在混合驅(qū)動(dòng)水下滑

2、翔器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用浮基多剛體理論推導(dǎo)了其動(dòng)力學(xué)方程，定制了水動(dòng)力模型和參數(shù)，分析了其機(jī)動(dòng)性與穩(wěn)定性，完成了三維空間的滑翔運(yùn)動(dòng)和推進(jìn)運(yùn)動(dòng)的仿真。而且，本文設(shè)計(jì)了針對(duì)該混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制器，并仿真驗(yàn)證了其穩(wěn)定性和可行性。本文主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)為：
　　 1.研究設(shè)計(jì)了首臺(tái)小型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器樣機(jī)，吸收了傳統(tǒng)自主水下航行器、典型水下滑翔器和ARGO自持剖面浮標(biāo)三者的優(yōu)點(diǎn)。給出了混合驅(qū)動(dòng)滑翔器的設(shè)計(jì)流程和計(jì)

3、算方法，提供了部分單元試驗(yàn)及水域試驗(yàn)的重要數(shù)據(jù)，為混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器的設(shè)計(jì)和制作提供參考。
　　 2.采用浮基多剛體理論和魚雷水動(dòng)力學(xué)模型建立混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器的動(dòng)力學(xué)方程。該方程考慮了內(nèi)部質(zhì)量的平移和旋轉(zhuǎn)對(duì)姿態(tài)的控制作用以及高機(jī)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)時(shí)所受水動(dòng)力的影響。分析了混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔器的機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性，并給出了設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇范圍，同時(shí)完成混合滑翔器在三維空間的推進(jìn)操作和滑行操作模式下全狀態(tài)運(yùn)動(dòng)仿真。
　　 3.針對(duì)混合驅(qū)動(dòng)水