無人艇運動模糊控制技術(shù)研究.pdf

1、高速水面無人艇,是一種能夠自主航行與自主完成任務(wù)的高速水面艦船,簡稱無人艇。與常規(guī)艦船相比,無人艇具有噸位小、速度快、機動靈活、造價低、環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點,此外它在情報搜集、偵查、探測、打擊海盜、防恐攻擊等方面具有突出的優(yōu)越性,因而受到世界各國海軍的重點關(guān)注。在未來的非對稱空間作戰(zhàn)當(dāng)中,無人艇在電子戰(zhàn)、海上攔截、反水雷戰(zhàn)、反潛作戰(zhàn)等方面的應(yīng)用將越來越廣泛,同時對無人艇的運動控制性能要求也將越來越高。
　　無人艇的運動控制技術(shù),是

2、無人艇實現(xiàn)自主航行、完成各項重要任務(wù)的先決條件,是整個無人艇研究系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文以XL號無人艇為研究對象,首先通過簡化處理得到了該艇的三自由度水平面運動學(xué)和動力學(xué)方程,然后設(shè)計了基于Mamdani模糊推理的無人艇航速模糊控制器并進行了相應(yīng)的仿真實驗,且與PID控制效果進行了對比分析。對于無人艇的航向控制技術(shù)的研究是本文的另一個重點,主要研究了基于模糊理論改進的PID控制技術(shù)、Mamdani模糊控制技術(shù)和Takagi-Sugen

3、o模糊控制技術(shù)并設(shè)計了相應(yīng)的航向控制器,將各控制技術(shù)分別應(yīng)用到無人艇的航向控制系統(tǒng)中進行仿真實驗,將所得結(jié)果進行了對比分析。關(guān)于無人艇的直線航跡跟蹤控制問題是本文的最后一個重點研究內(nèi)容,文中設(shè)計了兩種控制器:第一種是基于Mamdani控制模型由無人艇的艏向角偏差值和航跡偏差值分別得到操縱舵角再相加作為實際舵角輸出,屬于間接法控制;第二種是基于Takagi-Sugeno控制模型由無人艇的艏向角偏差值和航跡偏差值直接作用得到控制器輸出舵角的