基于互联网的水面无人艇性能远程实验室的初步研究

发布时间：2020-06-24 19:57

【摘要】：随着互联网技术在我国的迅速发展,互联网在各行各业中都得到了广泛的应用,这就促使了“互联网+”技术概念的产生。而国内市场对于水面无人艇的需求量这两年也急剧上升,通过了解,在对无人艇硬件和软件进行大量研究并有所突破后,要提升无人艇的整体工作性能,最终还要归结于对于船体本身性能的研究。船舶性能远程实验室便是将互联网技术应用到船舶性能试验中的一种远程试验方法,既能够应用在实际航行的船艇上,远程监测船艇各项性能参数指标,又能为相关学校或研究所提供船舶性能远程试验服务。本文制作了一型高速单体水面无人艇,完成了无人艇模型的船体制作、推进和操纵系统的设计与安装,并完成了以可编程控制器PAC为控制核心的无人智能控制系统,对半自主规划航行进行软硬件的设计并完成了相应试验验证。还设计了一套船舶性能远程试验系统,它是将DGPS、三维电子罗盘、激光测距仪、MTi等传感器接入PAC,通过数传电台将实时采集到的船舶性能方面的数据发送给岸机,客户端通过Radmin远程控制软件能实时观测到船舶的运动状态和各个性能方面的参数信息。并进行了相关试验和数据的分析。具体研究工作及其成果如下:(1)参照江苏科技大学5.8米“华船一号”滑行艇,采用母型改造法,加上防飞溅条设计,制作了一艘高速单体无人艇船模,完成了推进系统及操纵系统的设计与安装。(2)设计了以可编程自动控制器PAC为核心的智能控制系统,采用模糊控制算法,基于C++语言编写了上位机的航迹规划程序和下位机的模糊控制程序,并在校园内的泳池进行了试验。验证了以PAC为控制核心的稳定性和模糊控制算法在半自主规划航行程序内的适用性,校验了这两套程序的正确性。(3)对无人艇性能远程实验室系统进行了设计,包括船模横倾远程试验,纵摇、升沉及其耦合运动远程试验,船模静水回转远程试验,船模横摇衰减远程试验等。通过搭载各种不同的传感器,能实时监测船模的位置、速度、航向、电机转速、航行时间、舵机角度、倾斜状态、摇荡状态等信息。(4)采用VB语言对远程实验室中船模控制程序及岸机显示界面进行了编译,并对远程控制软件Radmin的安装和配置作了介绍,将其应用到实际船舶性能试验远程实验室中。(5)完成了相关远程试验并收集了试验数据,针对各项试验建立了数学模型,改编了系统辨识程序,对试验数据进行了系统辨识处理,通过辨识结果对船型的基本性能进行了研究和分析。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664.82

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