UUV面向近岸淺海環(huán)境的流場適應(yīng)性方法研究.pdf

1、UUV(Unmaned Underwater Vehicle)主要在海洋環(huán)境中進行試驗,特別是近岸淺海環(huán)境下,在近岸淺海環(huán)境中海流對UUV的影響尤為明顯,因此本文主要研究UUV對近岸淺海流場的適應(yīng)性。具體從路徑規(guī)劃和運動控制兩個方面來論述,海流環(huán)境下UUV路徑規(guī)劃方面,文中提出一種基于時間最優(yōu)的路徑搜索算法A*算法,在水平面中建立了多種海流模型,然后運用上述建立的海流模型驗證了UUV路徑規(guī)劃算法的有效性;在流場環(huán)境干擾下UUV的運動控制

2、方面,文中提出了具有穩(wěn)定性等優(yōu)點的迭代滑?？刂破?針對UUV的推進器和舵機所具有的非線性特性設(shè)計出了速度控制器和航向控制器,然后加入各種不同的流場干擾來仿真驗證控制器的準確性。
　　針對本研究課題文中以北颯所獨立研制的某型號UUV為研究背景,建立了UUV的運動模型,開始對課題展開了深入研究。論文主要做了如下工作:
　　第一研究了關(guān)于UUV當前的國內(nèi)外背景和意義,分析了近岸淺海流場的特點以及其與深海流場的區(qū)別,從兩方面給出了當

3、前關(guān)于UUV在流場方面的研究情況。
　　第二建立了研究所需的兩個運動坐標系,給出了UUV空間模型方程,研究了海流絕對速度與相對速度之間的關(guān)系,從力學(xué)的角度分析了流場對UUV的航速、漂移以及舵機等方面的影響。
　　第三提出了路徑規(guī)劃算法A*搜索以及平滑曲線方法B樣條函數(shù),在水平面上建立了定常流、渦流等典型的流場模型,并通過上述建立的渦流場模型來驗證UUV的路徑規(guī)劃算法。
　　第四介紹了變結(jié)構(gòu)控制算法并針對具體的系統(tǒng)分析了

4、滑?？刂?提出了迭代滑模控制器并對其進行控制器設(shè)計及穩(wěn)定性分析;在水平面上設(shè)計加入流場干擾的控制器,然后對其進行仿真驗證。
　　第五描述了UUV仿真平臺的軟、硬件系統(tǒng),分別從定常流、反向流及渦流等不同的流場對UUV的路徑規(guī)劃算法進行仿真驗證,在定常流和渦流干擾下對UUV的運動控制器進行仿真驗證。
　　通過對流場環(huán)境下UUV的路徑規(guī)劃以及流場干擾下UUV的運動控制兩個方面的研究來說明UUV對近岸淺海流場的適應(yīng)性。路徑規(guī)劃方面通