具有一定避碰功能的無人復(fù)合三體船模操縱運(yùn)動(dòng)模式分析研究.pdf

1、水面無人艇作為信息化知識向海洋領(lǐng)域延伸的產(chǎn)物,越來越受到國內(nèi)外研究人員的高度重視,與此同時(shí)高性能復(fù)合船型的研發(fā)也已成為各國高性能船舶設(shè)計(jì)工作者研究的新課題。鑒于此,本文設(shè)計(jì)了一艘分別在主船體和側(cè)船體上安裝有水翼的復(fù)合三體船模,完成了其船體選型設(shè)計(jì)與制作、推進(jìn)系統(tǒng)及其操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝,并設(shè)計(jì)了以可編程自動(dòng)控制器作為核心控制器的無人智能控制系統(tǒng),從而完成對無人復(fù)合三體船模的操縱運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)與自主航行及其智能避碰試驗(yàn)的控制。
　　(1)

2、改進(jìn)了以MMG模型為主的船舶操縱運(yùn)動(dòng)方程,并運(yùn)用四階龍格-庫塔方法對船舶操縱運(yùn)動(dòng)方程組進(jìn)行數(shù)值求解?；赩isualBasic2008語言采用類與模塊相結(jié)合的程序設(shè)計(jì)方法,完成了復(fù)合三體船模的操縱運(yùn)動(dòng)仿真平臺的設(shè)計(jì),并將仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析討論,從而驗(yàn)證仿真平臺的可靠性。
　　(2)以目標(biāo)航向角與距障礙物距離作為輸入變量,無人艇航行速度與舵角作為輸出變量,建立了無人艇自主航行與智能避碰功能的模糊控制規(guī)則。通過自主航行和智

3、能避碰的仿真試驗(yàn)與船模試驗(yàn)得到了較詳實(shí)的模糊控制執(zhí)行表,為實(shí)現(xiàn)水面無人艇智能化的自主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提供了一種借鑒。
　　(3)針對設(shè)計(jì)的以初始航速、舵角和舵葉展弦比為主的多種組合試驗(yàn)方案開展了復(fù)合三體船模的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)、Z形操縱運(yùn)動(dòng)試驗(yàn),測量了試驗(yàn)過程中船模的回轉(zhuǎn)直徑、艏向角、回轉(zhuǎn)角速度、航行軌跡等試驗(yàn)值。
　　(4)編譯了一套基于混沌遺傳優(yōu)化算法的系統(tǒng)辨識方法對復(fù)合三體船模操縱運(yùn)動(dòng)模式的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,設(shè)定了三個(gè)目標(biāo)函