水下航行器動力定位技術(shù)研究.pdf

1、本文對自主式水下航行器的動力定位進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了水下航行器通過利用垂向和側(cè)向的輔助推進(jìn)器的動力定位。首先重點(diǎn)分析了大攻角和大側(cè)滑角時(shí)的航行器的運(yùn)動情況，建立了一個(gè)基于三個(gè)側(cè)向和三個(gè)垂向共六個(gè)輔推的水下航行器運(yùn)動模型；其次對航行器輔助推進(jìn)器的裝載位置進(jìn)行了研究，提出了推力和力矩的邏輯分配方案；同時(shí)將模糊自適應(yīng)控制應(yīng)用于動力定位中；最后對典型的四種動力定位情況運(yùn)用模糊控制原理設(shè)計(jì)了控制規(guī)則和控制器，并進(jìn)行了控制運(yùn)動仿真，實(shí)現(xiàn)了模糊控制動力

2、定位策略。其具體工作和成果如下： 1、建立了水下航行器的運(yùn)動模型，對具有六個(gè)輔助推進(jìn)器的系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，對航行器所受的外力進(jìn)行了分析，以靜定位和軌跡跟蹤兩種方式對空間運(yùn)動方程進(jìn)行了分解。 2、設(shè)計(jì)了水下航行器動力定位的模糊控制策略，對模糊控制算法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合變論域思想和在線插值算法，設(shè)計(jì)了一種對折型在線插值方法；同時(shí)，構(gòu)造了動力定位的模糊自適應(yīng)控制器。 3、對輔助推進(jìn)器的裝載位置進(jìn)行了分析，提出用區(qū)域

3、劃分的方法分析輔助推進(jìn)器的推力情況，根據(jù)這一方法提出新的推進(jìn)器推力的邏輯分配方式，采用二次分配的方法保證了推進(jìn)器始終整體處于功率最小的狀態(tài)下，節(jié)省能量。 4、對水下航行器動力定位的四種典型的運(yùn)動方式進(jìn)行了模糊控制設(shè)計(jì)和仿真，對系統(tǒng)靜定位的懸停原地?cái)[動艏向和垂直上升下降兩種方式采用了兩種不同的執(zhí)行器；對軌跡跟蹤方式下水下航行器的側(cè)平面航跡保持和縱平面地形跟蹤，分別就不同的環(huán)境條件建立了簡單的控制規(guī)則，以減少計(jì)算量，模擬了航跡和海底