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文檔簡介
1、AUV(無人潛航器)是一個典型的具有非線性、耦合性和運動模型水動力不確定性的系統(tǒng)。AUV的運動控制如航向控制、深度控制和縱傾控制等是AUV諸多關(guān)鍵技術(shù)中迫切需要研究、解決的關(guān)鍵技術(shù),是完成AUV使命的重要技術(shù)保障。 AUV本身模型的復(fù)雜性以及在航行時存在的海流干擾等將使其精確運動控制十分困難。本文為提高AUV運動控制的精確性、魯棒性和穩(wěn)定性,對遺傳算法和PID控制理論,以及它們在AUV運動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了深入的分析和研究。
2、 首先,建立AUV固定和運動坐標系,建立了AUV的空間六自由度運動的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)海洋環(huán)境的特點,建立了和水平面以及垂直面運動相關(guān)的海流模型。 其次,介紹了基本遺傳算法原理,針對基本遺傳算法本身仍存在著許多難以解決的問題,如早熟收斂、控制參數(shù)的選擇等,綜合各種改進措施,將最優(yōu)保存策略、自適應(yīng)設(shè)定交叉概率和變異概率、適應(yīng)度縮放的思想融入到基本遺傳算法中,對算法進行改進。 再次,通過對PID控制算法的介紹,把遺傳算法
3、和PID控制相結(jié)合設(shè)計了遺傳算法PID控制器,該控制器利用遺傳算法優(yōu)秀的尋優(yōu)能力來對PID控制器的控制參數(shù)進行尋優(yōu),以使PID控制器在各個工況點都能取得較好的控制參數(shù)。 最后,利用對AUV運動的完整數(shù)學(xué)模型的線性化得到的其航向控制器、深度控制器和縱傾控制器的設(shè)計模型設(shè)計了航向控制器、深度控制器和縱傾控制器。并對控制器的控制效果進行仿真,仿真結(jié)果證實了遺傳算法PID控制器能在不同工況點以及海流干擾情況下取得較好的控制效果,并且通過
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