無(wú)人潛航器的自動(dòng)航行系統(tǒng)研究.pdf

1、浩瀚的海洋蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源、生物資源和各種能源，是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要財(cái)富。隨著對(duì)海洋資源的進(jìn)一步探索與開(kāi)發(fā)，作為海洋資源開(kāi)發(fā)的助手，無(wú)人潛航器(Unmanned underwater Vehicle，UUV)的研制引起了各國(guó)極大的重視。而各種無(wú)人潛航器在完成各種復(fù)雜的作業(yè)和安全航行時(shí)，就必須按要求進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而運(yùn)動(dòng)控制就成為UUV能否完成預(yù)定任務(wù)的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)。 無(wú)人潛航器的操縱系統(tǒng)是實(shí)施最佳航行計(jì)劃、保持船舶

2、航行在預(yù)定航向上、同時(shí)根據(jù)避碰和避險(xiǎn)系統(tǒng)的指令進(jìn)行相應(yīng)操船行動(dòng)的指令執(zhí)行系統(tǒng)。潛航器借助其操縱裝置來(lái)改變或保持艇的運(yùn)動(dòng)速度、姿態(tài)、方向和深度的性能稱作潛航器的操縱性。當(dāng)潛航器具有良好的操縱性時(shí)，既能穩(wěn)定地保持航向、深度和航速，又能迅速改變航向、深度和航速，準(zhǔn)確地執(zhí)行各種操作。不言而喻，良好的操縱性對(duì)于無(wú)人駕駛潛航器的工作效能、安全性都具有非常重要的意義。 本文依托交通部實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目“水下打撈探測(cè)作業(yè)平臺(tái)”，將模糊自適應(yīng)和PID

3、控制算法引入無(wú)人潛航測(cè)量器的航向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，從而保證小型無(wú)人潛航測(cè)量器在水下定深處能夠按照預(yù)定航線完全自動(dòng)航行。 針對(duì)無(wú)人潛航器操縱系統(tǒng)智能化的特點(diǎn)，本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外無(wú)人駕駛潛航器及其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀以及目前智能控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，然后對(duì)模糊控制理論和PID控制原理分別作了介紹，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單模糊控制器和模糊PID復(fù)合控制器來(lái)控制電機(jī)，給出了航行控制系統(tǒng)的整個(gè)方案設(shè)計(jì)，最后對(duì)兩種控制器下的航行系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)