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论文编号:ZD1510 论文字数:24520，附外文翻译，答辩PPT，任务书 点击下载无人水下航行器控制技术研究摘要 无人水下航行器是一种具有视觉和感知系统，能够通过遥控或自主操作方式在水下移动完成某些特定任务的小型自航载体，利用无人水下航行器可以完成深海探测、海洋资源开发以及在军事上作战等任务。这就要求无人水下航行器具有高度的自主性、精确的控制和较强跟踪能力。论文的研究对象是无人水下航行器，研究的目的在于建立研究对象的数学模型，并针对数学模型进行运动控制策略的研究，为将来的实体控制作理论准备。 论文从数学模型的思想出发，详细分析了无人水下航行器的受力情况，建立了无人水下航行器的数学模型，然后对无人水下航行器的运动方程进行分解并利用小扰动原理对数学模型进行了线性化处理。 PID控制依赖于简化模型。由于存在无人水下航行器建模误差,流体动力学参数的不确定和未知洋流的干扰，控制系统必须具有不确定参数的自适应能力。PID控制既有简单易于实现的优点，又能够满足对参数自适应能力的需求，其控制品质对被控对象不太敏感，非常适用于恶劣的工业生产现场PID算法有一套完整的参数整定与设计方法，易于被工程技术人员掌握；许多工业回路中对控制快速性和控制精度不高，而更重视系统的可靠性时，使用PID控制能获得较高的性价比；长期应用过程中，对PID算法缺陷可以进行改良。 关键词：无人水下航行器，数学建模，PID控制ABSTRACT...KEY WORDS:unmanned underwater vehicle, mathematical modeling, PID control
目录第一章 绪论11.1概述11.2无人水下航行器的地位和作用21.3无人水下航行器的发展状况21.4无人水下航行器的发展重点与应用前景61.4.1无人水下航行器的发展重点61.4.2无人水下航行器在军事上的应用前景71.5论文主要研究内容7第二章 无人水下航行器控制系统的基本原理92.1无人水下航行器控制系统的基本原理和组成92.2舵机和舵机的回路112.2.1舵回路的特点122.2.2舵机的类型和差别122.2.3对舵机与舵机的回路的要求132.3无人水下航行器的运动参数132.3.1运动学方程142.3.2动力学方程152.4无人水下航行器的航向控制系统162.4.1无人水下航行器航向控制系统组成162.4.2无人水下航行器对航向控制系统的要求172.4.3无人水下航行器航向控制系统常用的控制规律182.5 无人水下航行器的横滚控制系统182.5.1无人水下航行器产生横滚的原因182.5.2无人水下航行器的横滚控制系统的组成192.5.3无人水下航行器的横滚控制系统常用的控制规律202.6无人水下航行器的深度控制系统202.7无人水下航行器的纵倾控制系统222.8无人水下航行器控制技术的发展方向232.9本章小结24第三章 无人水下航行器的运动建模253.1坐标系的选择和运动参数的定义253.2无人水下航行器的受力分析293.2.1无人水下航行器受到的水动力293.2.2无人水下航行器受到的浮力323.2.3无人水下航行器受到的推力333.2.4无人水下航行器受到的重力333.3无人水下航行器的数学模型的建立343.4 无人水下航行器数学模型的简化353.4.1无人水下航行器运动方程的简化353.4.2小扰动原理363.4.3运动方程的线性化373.4.4无人水下航行器运动方程的分解383.5本章小结39第4章 无人水下航行器控制策略的研究404.1无人水下航行器的PID控制414.1.1 PID控制介绍414.1.2 PID控制算法研究414.1.3 数字PID控制算法424.1.4 PID各参数对控制效果的影响434.2 PID控制器的各参数的选择444.2.1凑试法444.2.2实验经验法454.2.3 PID控制算法在无人水下航行器上的应用464.3 PID控制器的数学模型474.3.1数字控制器的数学模型474.3.2模拟PID控制器的数学模型49 4.4无人水下航行器PID控制仿真494.5本章小结50第五章 结论52参考文献53致 谢54毕业设计小结55无人水下航行器控制技术研究......
