水下无人航行器半实物仿真系统设计与实现

发布时间：2017-11-06 08:19

  本文关键词：水下无人航行器半实物仿真系统设计与实现

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【摘要】：随着海洋开发事业不断发展,水下施工和建设项目越来越多,水下无人航行器(Underwater Unmanned Vehicle,UUV)能够在水下进行观察、拍摄、打捞、工程作业,因此在海洋开发中得到了广泛的应用。论文研究UUV半实物仿真系统的设计与实现,完成了UUV的地面试验,对UUV各个子系统的性能指标进行了考察和测试。论文分析了典型UUV的结构组成和工作流程,在此基础上提出了一种半实物仿真系统方案,系统由仿真服务器模块、发射平台模拟模块、控制系统模块和三维显示四个部分组成。从实时性、时空一致性、连续系统离散化三个方面论证了方案的可行性,同时采用面向对象设计和基于高层体系结构方法提高了系统的可扩展性。论文根据设计方案完成了系统的硬件和软件设计,硬件以计算机局域网为支持平台,参与仿真的设备包括三轴转台、UUV控制系统、舵机负载模拟器、程控压力装置、罗经等,按照真实UUV的信号规格、流程采用相应的电缆将他们连接起来;仿真管理软件采用强实时仿真平台KD-SIM,仿真服务器模块、发射平台模拟模块、UUV动力学模型、三维显示模块、多普勒测速仪等模块采用软件模拟,各子系统通过构建相应的类来实现,按照统一的接口协议定义自己的调用方式,由KD-SIM软件完成系统的集成、仿真过程的控制、结果回放,利用对象之间的信息交互实现系统所设计的功能。论文完成了服务器和仿真计算机上的软件设计,并对各个子系统进行了测试,验证了系统能够良好地实现所设计的功能,为实际控制系统的参数设计、优化和UUV的试验打下了一定的基础。UUV全过程仿真实验证明,UUV在控制系统的作用下执行了相应的弹道,并最终到达目标,UUV半实物仿真系统能够完成其控制系统的仿真试验和对UUV的航行过程进行演示,论文所设计的半实物仿真系统性能稳定、可靠,满足系统设计的要求。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.941;TP391.9

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本文编号：1148095