一類艉機(jī)推進(jìn)無(wú)人水面艇建模與驗(yàn)證.pdf

1、無(wú)人水面艇是在海洋環(huán)境下?lián)碛凶灾骱叫心芰?，可以根?jù)搭載多種功能模塊完成特定使命的小型自主水面平臺(tái)，在軍事、水文測(cè)量、打撈救助等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。區(qū)別于一般的大型船舶，無(wú)人水面艇艇體小、質(zhì)量輕、速度快，易受風(fēng)、浪、流等海洋環(huán)境的干擾。因此，面對(duì)復(fù)雜的海洋環(huán)境，建立適合的無(wú)人水面艇操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并準(zhǔn)確的辨識(shí)其模型參數(shù)，是無(wú)人水面艇自主運(yùn)動(dòng)控制研究的重要內(nèi)容之一。本文以大連海事大學(xué)“藍(lán)信”號(hào)無(wú)人水面艇為研究對(duì)象，針對(duì)一類艉機(jī)推進(jìn)

2、的無(wú)人水面艇，對(duì)其操縱運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行建模、辨識(shí)研究和實(shí)船驗(yàn)證。主要的研究?jī)?nèi)容有:
　　首先，建立無(wú)人水面艇運(yùn)動(dòng)參考坐標(biāo)系，將其操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型分為運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和動(dòng)力學(xué)建模兩部分，并建立了風(fēng)、浪、流的環(huán)境干擾模型。針對(duì)無(wú)人水面艇的推進(jìn)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)艉機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)和推進(jìn)器推力的分析，建立了無(wú)人水面艇推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。
　　其次，建立了無(wú)人水面艇三自由度操縱運(yùn)動(dòng)模型，并采用分離模型的建模方法，結(jié)合一類艉機(jī)推進(jìn)器結(jié)構(gòu)特性，建立了描述“藍(lán)信”

3、號(hào)無(wú)人水面艇操縱運(yùn)動(dòng)控制輸入輸出關(guān)系的一、二階線性響應(yīng)模型和非線性響應(yīng)模型，為模型參數(shù)辨識(shí)奠定理論基礎(chǔ)。
　　最后，設(shè)計(jì)了“藍(lán)信”號(hào)無(wú)人水面艇模型參數(shù)辨識(shí)與驗(yàn)證平臺(tái)，采用遞推最小二乘法的模型參數(shù)辨識(shí)方法，通過(guò)大量的實(shí)船操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)無(wú)人水面艇三自由度操縱運(yùn)動(dòng)模型和推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，并對(duì)無(wú)人水面艇的線性響應(yīng)模型和非線性響應(yīng)模型的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)?；谝陨媳孀R(shí)的模型參數(shù)，搭建了藍(lán)信號(hào)無(wú)人水面艇的操縱運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)，通過(guò)實(shí)船實(shí)驗(yàn)