三推進(jìn)器結(jié)構(gòu)無(wú)人水下航行器的深度控制研究.pdf

1、三推進(jìn)器無(wú)人水下航行器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的水下作業(yè)設(shè)備，其特點(diǎn)是:通過(guò)在水平面上布置兩個(gè)定向推進(jìn)器、垂直平面上布置一個(gè)定向推進(jìn)器，完成無(wú)人水下航行器常用的水下運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有其它結(jié)構(gòu)相比，三推進(jìn)器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更高、靈活性更強(qiáng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文研究一種三推進(jìn)器無(wú)人水下航行器的深度控制，在對(duì)典型的三推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)基礎(chǔ)上，并在驅(qū)動(dòng)器個(gè)數(shù)不變的情況下，實(shí)現(xiàn)了航行器的俯仰角控制。上述改進(jìn)使得無(wú)人水下航行器在深度控

2、制方式上出現(xiàn)了顯著差異，本文著重分析了這種改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)在深度控制上的特點(diǎn)，并通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目刂撇呗詫?shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的深度控制。
　　論文首先研究了三推進(jìn)器無(wú)人水下航行器系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模型，在對(duì)比分析現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了可行的基本結(jié)構(gòu)和布局方案。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、模型仿真和流體仿真基礎(chǔ)上，通過(guò)分析仿真結(jié)果優(yōu)化了相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　針對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案，本文深入地進(jìn)行了深度系統(tǒng)的控制策略研究與設(shè)計(jì);通過(guò)分析和對(duì)比多種控制系統(tǒng)方案，提出

3、了深度控制的控制結(jié)構(gòu)和控制算法。本文采用了一種雙閉環(huán)的控制算法結(jié)構(gòu);系統(tǒng)內(nèi)環(huán)采用模糊滑模控制算法實(shí)現(xiàn)了俯仰角控制，模糊算法的引入可有效地克服常規(guī)滑?？刂七^(guò)程中出現(xiàn)的抖振;系統(tǒng)外環(huán)采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)了深度控制。在已建立的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，本文對(duì)控制策略進(jìn)行了仿真研究，并通過(guò)仿真分析優(yōu)化了控制參數(shù)，仿真表明控制方案具有良好的性能。
　　本文設(shè)計(jì)并建立了無(wú)人水下航行器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以便研究控制策略和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的整體性能。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由三推