水下航行器聯(lián)合操舵控制技術(shù)研究.pdf

1、地球被海洋覆蓋的面積大約占有71％，這其中蘊(yùn)藏著大量的自然資源。水下航行器作為重要的海洋載體工具，在海洋資源調(diào)查、民用探索以及海上軍事應(yīng)用中發(fā)揮著非常重要的作用。水下航行器的運(yùn)動(dòng)情況極其復(fù)雜，不論是在執(zhí)行巡航測量任務(wù)還是定點(diǎn)作業(yè)任務(wù)，操舵控制是保證水下航行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要手段之一，所以水下航行器的操舵控制技術(shù)研究有著不同尋常的作用。
　　本文主要側(cè)重于對(duì)同時(shí)具有艏水平舵、艉水平舵和艉垂直舵的水下航行器的操舵控制技術(shù)進(jìn)行研究，針對(duì)聯(lián)

2、合操舵控制問題采用不同的控制策略進(jìn)行仿真，通過仿真試驗(yàn)來對(duì)比不同策略的性能好壞，并設(shè)計(jì)半實(shí)物仿真平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)。
　　首先，本文充分查閱大量的參考文獻(xiàn)，對(duì)航行器的發(fā)展過程和控制技術(shù)進(jìn)行概述，并詳細(xì)介紹了水下航行器的操舵控制系統(tǒng)組成和基本控制原理。
　　其次，根據(jù)航行器在水下的航行特性，建立水下航行器的參考坐標(biāo)系，從而推出運(yùn)動(dòng)學(xué)方程模型，同時(shí)對(duì)水下航行器在水中受到的外力進(jìn)行分析，依據(jù)基礎(chǔ)力學(xué)原理建立力矩平衡方程，得到航行器的空

3、間運(yùn)動(dòng)模型，通過回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、Z型操縱等操縱性仿真對(duì)所建立的水下航行器的運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行性能測試。
　　然后，針對(duì)同時(shí)配置三個(gè)舵的水下航行器的運(yùn)動(dòng)控制問題，設(shè)計(jì)出基于權(quán)值切換的聯(lián)合操舵控制策略，對(duì)航向和深度控制問題進(jìn)行了聯(lián)合操舵控制仿真研究，并與單舵和分離舵的控制策略進(jìn)行仿真對(duì)比，依據(jù)對(duì)比結(jié)果來優(yōu)化最佳的聯(lián)合操舵控制策略。
　　最后，設(shè)計(jì)并建立了聯(lián)合操舵控制半實(shí)物仿真試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)主要由上位機(jī)監(jiān)控，電動(dòng)舵機(jī)，水下航行器運(yùn)動(dòng)模擬器和