一種水面無人艇運(yùn)動(dòng)模式辨識(shí)系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文的核心內(nèi)容是提出一種水面無人艇運(yùn)動(dòng)多目標(biāo)系統(tǒng)辨識(shí)方法，并通過模型試驗(yàn)計(jì)算分析驗(yàn)證該方法的正確性。分別以橫搖角速度、縱搖角速度、橫向速度和回轉(zhuǎn)角速度的誤差函數(shù)建立橫搖運(yùn)動(dòng)、縱搖運(yùn)動(dòng)和操縱運(yùn)動(dòng)的損失函數(shù)，再以分目標(biāo)乘除法構(gòu)造無人艇多目標(biāo)辨識(shí)最優(yōu)化問題的評(píng)價(jià)函數(shù)，將無人艇多目標(biāo)辨識(shí)問題轉(zhuǎn)化成求解評(píng)價(jià)函數(shù)極小值問題，最后采用遺傳算法求解出最優(yōu)解。為了進(jìn)行模型試驗(yàn)，筆者設(shè)計(jì)了一艘三體船無人艇，完成三體船無人艇模型制作，并進(jìn)行了推進(jìn)系統(tǒng)和操縱

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝。利用MSComm串口控件設(shè)計(jì)了一套無人艇模型試驗(yàn)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)采集水面無人艇三軸加速度、三軸角速度、三軸方向位移以及舵角等運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
　　分別進(jìn)行了無人艇靜水橫搖衰減試驗(yàn)、靜水縱搖衰減試驗(yàn)和自由自航操縱性試驗(yàn)，得到該無人艇模型運(yùn)動(dòng)過程的角度、角速度、速度、加速度以及舵角等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以橫搖運(yùn)動(dòng)平衡方程、縱搖運(yùn)動(dòng)平衡方程以及平面線性操縱性方程為數(shù)學(xué)模型，用Visual Basic編譯辨識(shí)軟件，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入辨

3、識(shí)軟件求解出待辨識(shí)參數(shù)（即水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)），從而得出無人艇運(yùn)動(dòng)方程。對(duì)單個(gè)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行辨識(shí)計(jì)算分析，驗(yàn)證了單個(gè)方程的辨識(shí)可靠性，討論了不同權(quán)重下無人艇運(yùn)動(dòng)多目標(biāo)辨識(shí)計(jì)算，通過對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)報(bào)，分析計(jì)算預(yù)報(bào)值與試驗(yàn)值之間的相對(duì)誤差和相關(guān)系數(shù)，誤差基本在10％以內(nèi)，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，可知預(yù)報(bào)值與試驗(yàn)值吻合良好。
　　論文最后介紹和驗(yàn)證小波分析用于船模試驗(yàn)數(shù)據(jù)去噪方法的可靠性。本文用db4小波函數(shù)對(duì)無人艇試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，并對(duì)處理后