无人艇体系结构及运动控制系统的研究
发布时间：2022-02-04 16:48
随着世界军事科技的发展，军事装备的无人化趋势越来越明显，适应这一趋势的水面高速智能无人艇受到了世界各大国的日益重视。本文就无人艇体系结构中的主要模块进行了研究，并重点对无人艇的运动控制系统进行了详细设计。本文首先介绍了无人艇领域的国内外研究现状，阐述了无人艇的关键技术，并分析了国内研究现状与存在的问题，在此基础上说明了本文研究的意义。基于无人艇的功能分析，从物理层面对无人艇的系统组成进行了分析，阐述了与无人艇的功能相适应的物理结构，同时通过分析各组成模块之间的相互关系,完成了无人艇的逻辑结构的介绍。重点对无人艇的运动控制系统进行了硬件系统和软件系统设计。将无人艇系统分为无人艇子系统和岸基监控系统两部分，无人艇子系统和岸基监控系统之间通过2.4G无线网桥实现通信。确定采用喷水推进器作为无人艇的推进方式，选用GPS、数字罗盘、ARPA雷达共同为无人艇提供导航信息。采用PC/104工控机和STC5A60S2单片机作为无人艇子系统核心控制器，并对工控机和单片机进行了分工。对无人艇喷水推进器的喷口角度反馈电路、柴油机转速反馈电路、复位监控电路等关键电路进行了设计。用Visual C++编制了人机...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
Contents
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外的研究现状及趋势
1.2.1 国外的研究现状及趋势
1.2.2 国内研究现状
1.3 无人艇的关键技术
1.4 本论文的主要内容
第2章 无人艇体系中主要模块的研究
2.1 无人艇的功能需求
2.2 无人艇的物理结构研究
2.2.1 无人艇子系统物理结构
2.2.2 岸基监控子系统物理结构
2.3 无人艇逻辑结构研究
2.4 本章小结
第3章 无人艇运动控制系统的总体方案设计
3.1 总体结构及设计
3.1.1 岸基监控系统
3.1.2 无人艇子系统
3.1.3 通信系统
3.1.4 系统工作流程
3.2 系统软件
3.2.1 岸基数据显示分析和遥控程序
3.2.2 无人艇控制程序
3.3 本章小结
第4章 无人艇运动控制系统的硬件和软件设计
4.1 无人艇运动控制系统的硬件设计
4.1.1 无人艇的推进及操纵系统
4.1.2 无人艇的导航设备选型
4.1.3 运动控制系统总体结构
4.1.4 无人艇运动控制系统相关芯片简介
4.1.5 无人艇运动控制系统的电路设计
4.2 无人艇运动控制系统的软件设计
4.2.1 无人艇子系统的软件设计
4.2.2 岸基监控系统的软件设计
4.3 本章小结
第5章 无人艇航向控制仿真实验
5.1 控制算法的选择
5.2 参数自整定的模糊 PID 算法原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 模糊控制规则
5.2.3 模糊推理方法
5.2.4 反模糊化
5.3 仿真比较
5.3.1 三种控制算法在 SIMULINK 下的仿真模型图
5.3.2 仿真结果比较
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人水面艇嵌入式基础运动控制系统研究[J]. 廖煜雷,庞永杰,庄佳园. 计算机科学. 2010(09)
[2]高速无人艇动目标避碰规划方法研究[J]. 庄肖波,齐亮. 舰船电子工程. 2008(12)
[3]滑行艇高速运动建模与姿态控制仿真[J]. 高双,朱齐丹,李磊. 系统仿真学报. 2008(16)
[4]基于多智能体技术的水面无人艇测控系统研究[J]. 陈慈发,叶祥明,宋亚萍,葛团伟. 舰船科学技术. 2008(03)
[5]基于神经网络的高速无人艇模糊PID控制[J]. 高双,朱齐丹,李磊. 系统仿真学报. 2007(04)
[6]水面舰艇模块划分方法[J]. 张平. 中国舰船研究. 2006(04)
[7]未来海战的杀手锏——新概念武器之无人水面艇[J]. 海天. 舰载武器. 2006(03)
[8]刚性充气艇——中国江龙为北京奥运准备的船艇[J]. 李健. 船舶工业技术经济信息. 2005(05)
[9]致命幽灵 美法联合发展水面无人艇项目[J]. 邱健. 国际展望. 2005(02)
[10]船舶喷水推进技术发展[J]. 刘柱,孟凡立. 水路运输文摘. 2004(11)
博士论文
[1]水下机器人运动控制系统体系结构的研究[D]. 甘永.哈尔滨工程大学 2007
硕士论文
[1]船舶操纵运动仿真平台开发及应用[D]. 林姗.重庆交通大学 2011
[2]水面无人艇路径规划技术研究[D]. 张玉奎.哈尔滨工程大学 2008
[3]水面无人艇的全局路径规划技术研究[D]. 饶森.哈尔滨工程大学 2007
[4]模糊自适应控制及其在船舶操纵中的应用[D]. 丁琳.武汉理工大学 2002
本文编号：3613571
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
Contents
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外的研究现状及趋势
1.2.1 国外的研究现状及趋势
1.2.2 国内研究现状
1.3 无人艇的关键技术
1.4 本论文的主要内容
第2章 无人艇体系中主要模块的研究
2.1 无人艇的功能需求
2.2 无人艇的物理结构研究
2.2.1 无人艇子系统物理结构
2.2.2 岸基监控子系统物理结构
2.3 无人艇逻辑结构研究
2.4 本章小结
第3章 无人艇运动控制系统的总体方案设计
3.1 总体结构及设计
3.1.1 岸基监控系统
3.1.2 无人艇子系统
3.1.3 通信系统
3.1.4 系统工作流程
3.2 系统软件
3.2.1 岸基数据显示分析和遥控程序
3.2.2 无人艇控制程序
3.3 本章小结
第4章 无人艇运动控制系统的硬件和软件设计
4.1 无人艇运动控制系统的硬件设计
4.1.1 无人艇的推进及操纵系统
4.1.2 无人艇的导航设备选型
4.1.3 运动控制系统总体结构
4.1.4 无人艇运动控制系统相关芯片简介
4.1.5 无人艇运动控制系统的电路设计
4.2 无人艇运动控制系统的软件设计
4.2.1 无人艇子系统的软件设计
4.2.2 岸基监控系统的软件设计
4.3 本章小结
第5章 无人艇航向控制仿真实验
5.1 控制算法的选择
5.2 参数自整定的模糊 PID 算法原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 模糊控制规则
5.2.3 模糊推理方法
5.2.4 反模糊化
5.3 仿真比较
5.3.1 三种控制算法在 SIMULINK 下的仿真模型图
5.3.2 仿真结果比较
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人水面艇嵌入式基础运动控制系统研究[J]. 廖煜雷,庞永杰,庄佳园. 计算机科学. 2010(09)
[2]高速无人艇动目标避碰规划方法研究[J]. 庄肖波,齐亮. 舰船电子工程. 2008(12)
[3]滑行艇高速运动建模与姿态控制仿真[J]. 高双,朱齐丹,李磊. 系统仿真学报. 2008(16)
[4]基于多智能体技术的水面无人艇测控系统研究[J]. 陈慈发,叶祥明,宋亚萍,葛团伟. 舰船科学技术. 2008(03)
[5]基于神经网络的高速无人艇模糊PID控制[J]. 高双,朱齐丹,李磊. 系统仿真学报. 2007(04)
[6]水面舰艇模块划分方法[J]. 张平. 中国舰船研究. 2006(04)
[7]未来海战的杀手锏——新概念武器之无人水面艇[J]. 海天. 舰载武器. 2006(03)
[8]刚性充气艇——中国江龙为北京奥运准备的船艇[J]. 李健. 船舶工业技术经济信息. 2005(05)
[9]致命幽灵 美法联合发展水面无人艇项目[J]. 邱健. 国际展望. 2005(02)
[10]船舶喷水推进技术发展[J]. 刘柱,孟凡立. 水路运输文摘. 2004(11)
博士论文
[1]水下机器人运动控制系统体系结构的研究[D]. 甘永.哈尔滨工程大学 2007
硕士论文
[1]船舶操纵运动仿真平台开发及应用[D]. 林姗.重庆交通大学 2011
[2]水面无人艇路径规划技术研究[D]. 张玉奎.哈尔滨工程大学 2008
[3]水面无人艇的全局路径规划技术研究[D]. 饶森.哈尔滨工程大学 2007
[4]模糊自适应控制及其在船舶操纵中的应用[D]. 丁琳.武汉理工大学 2002
本文编号：3613571
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3613571.html
