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文檔簡介
1、哈爾濱工程大學(xué)水下智能機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)水池的主要功能是用來模擬有海洋影響時(shí)的動(dòng)態(tài)環(huán)境,研究該環(huán)境對(duì)水下機(jī)器人的控制、避碰、規(guī)劃、作業(yè)、特殊機(jī)動(dòng)等,進(jìn)行系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)整,以優(yōu)化控制規(guī)律,為水下機(jī)器人提供一個(gè)物理仿真調(diào)試環(huán)境。該水池屬于大深度的寬型水池,配以X-Y航車、多方向造波系統(tǒng)等大型專用設(shè)備,可將耐波性水池和操縱性水池合二為一,除了開展艦船耐波性和操縱性試驗(yàn)研究外,同時(shí)還能開展波浪中的操縱性試驗(yàn)項(xiàng)目。本文的研究對(duì)象即為該水池中的主要
2、設(shè)備之一的XY航車。
XY航車系統(tǒng)由于主航車和副航車兩者間互成直角方向運(yùn)動(dòng),故航車可在水池的整個(gè)平面做二元運(yùn)動(dòng)。主、副航車的運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以控制同步,故可使船模以運(yùn)動(dòng)切線方向或任意迎角的狀態(tài)運(yùn)動(dòng),從而研究援潛救生艇、穿梭式載人潛水器和水面艦船在波浪影響下的水動(dòng)力特性,如波浪阻力、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)等,同時(shí)研究它們的操縱性水動(dòng)力導(dǎo)數(shù),為建立操縱性方程、實(shí)現(xiàn)自航模的運(yùn)動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)丌發(fā)平臺(tái)提供依據(jù)。
本文以
3、XY作為研究對(duì)象,重點(diǎn)分析其運(yùn)動(dòng)性能。首先,根據(jù)動(dòng)力學(xué)、電學(xué)原理及剛體運(yùn)動(dòng)學(xué),在分析XY航車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)上,對(duì)其建立起運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。其次,根據(jù)本XY航車系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分別采用頻域、時(shí)域分析方法分析XY航車的頻域與時(shí)域特性。此后,針對(duì)該數(shù)學(xué)模型,給出了X航車和Y航車的階躍響應(yīng)曲線,由此得出XY航車所能達(dá)到的運(yùn)動(dòng)性能。最后,在Matlab里建立運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng),對(duì)XY航車系統(tǒng)幾種典型的運(yùn)動(dòng)形式一圓周運(yùn)動(dòng)、Z形回轉(zhuǎn)及斜航回轉(zhuǎn)進(jìn)行了仿真
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