淺海四浮囊水下滑翔器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、淺海海洋環(huán)境日益惡化，引起人們對海洋生態(tài)監(jiān)測的重視。無人水下滑翔器在海洋開發(fā)中獲得越來越多的應(yīng)用。傳統(tǒng)水下滑翔器多工作于深海，且機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性一般。本文在此基礎(chǔ)上，首次提出概念并設(shè)計(jì)了一款針對淺海應(yīng)用的四浮囊水下滑翔器系統(tǒng)樣機(jī)，完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。實(shí)際試驗(yàn)表明，該樣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)和性能指標(biāo)，體現(xiàn)較好的應(yīng)用前景。
　　本文首先提出系統(tǒng)任務(wù)要求，分析工作原理，建立控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情形對模型做出垂直剖面的簡化，

2、應(yīng)用最小二乘灰箱辨識法得到俯仰運(yùn)動(dòng)控制傳遞函數(shù)，完成參數(shù)估計(jì)和模型驗(yàn)證。
　　根據(jù)模型設(shè)計(jì)水下滑翔器的結(jié)構(gòu)，分析能耗。根據(jù)需求設(shè)計(jì)控制電路硬件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)以STM32為核心的姿態(tài)主控制板和以STC90C516為核心的滑翔控制執(zhí)行板的硬件平臺搭建，配合各類傳感器模塊，為控制設(shè)計(jì)打下硬件根基。
　　針對已辨識得到的俯仰運(yùn)動(dòng)控制傳遞函數(shù)模型，在MATLAB中進(jìn)行姿態(tài)自適應(yīng)模糊PID控制器設(shè)計(jì)和位置模糊控制器設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果顯示，相比于