水下滑翔機控制系統(tǒng)與控制算法研究.pdf

1、海洋具有很大的開發(fā)利用潛力，針對軍事和科研對水下滑翔機航行能力的要求，論文工作包括三部分：滑翔機運動過程的分析，直流伺服電機模糊PID控制算法設計以及水下滑翔機避碰研究。 在運動過程分析中，論文研究了滑翔機的運動機理和航行效率。依據(jù)滑翔機受力分析建立的運動方程顯示，外膽宜安裝在滑翔機尾部，使其體積變化引起的機身浮心位移有利于滑翔機俯仰角度的調(diào)整。通過能量轉(zhuǎn)換分析，得出滑翔機航行效率由機翼升阻比和機身航行角決定，航行角在10～40

2、度范圍內(nèi)，增大機翼升阻比可顯著提高航行效率；并由計算得出，在升阻比一定的情況下，總存在一個使滑翔機航行效率達到最大的航行角度，為樣機工作參數(shù)設計提供了理論依據(jù)。 本文給出了水下滑翔機總體控制系統(tǒng)設計方案，著重研究其中航行的姿態(tài)控制。針對電機的非線性、參數(shù)的不確定性及位置隨動系統(tǒng)對實時性和無超調(diào)的要求，提出了模糊在線自整定PID參數(shù)的控制方案，加快了系統(tǒng)的響應速度，減小了超調(diào)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。同時，使系統(tǒng)的魯棒性得到改善。滿

3、足水下滑翔水下滑翔機姿態(tài)角定位精度的要求。 本文提出了一種新的啟發(fā)式搜索技術(shù)，用于配備了前視聲納的水下滑翔機的障礙物避碰，聲納各子部分與實時環(huán)境的屬性之間的模糊關(guān)系是核心概念。在BK下三角乘積中，運用Lukasiewicz的模糊蘊涵算子計算模糊關(guān)系和它轉(zhuǎn)置之間聯(lián)系，乘積關(guān)系揭示了聲納各子部分間內(nèi)在聯(lián)系和特性，得到一個擁有良好特性的聲納子部分方向被選作為躲避障礙物的相繼航向。文中首先建立了水下滑翔機簡化的運動學模型，并通過Matl