高速滑行艇航迹控制研究

发布时间：2022-12-22 05:24

　　本论文的研究对象为高速滑行艇,高速滑行艇是高性能船舶的一种,由于其具有更高的航速,优良的耐波性,及优异的机动性,故其在侦查及搜救领域得到了广泛的应用。针对高速滑行艇的特点,本论文设计了相应的航迹跟踪控制器。为完成相应控制器的设计,并使其具有一定鲁棒性且能在有限时间内收敛于给定航迹,论文分别进行了以下的工作:首先引入了附体坐标系以及惯性坐标系,然后通过附体坐标系与惯性坐标系的欧拉角转换公式引出了船舶控制的六自由度数学模型。由动量定理及动量矩定理导出船舶六自由度动力学模型,并依据分离化的建模原则对船舶模型进行受力分析。依据井上模型,给出了水动力的计算公式及其系数的估算公式,并分别对环境干扰力进行分析,给出了计算方法。最后,对六自由度数学模型进行了简化,建立了4自由度运动学模型和动力学模型,并对其进行仿真实验以验证其开环特性。其次,选取了视线法（LOS）为本控制系统的导航控制算法。在直线段LOS的设计中,将横向误差引入到超前距离的设计中;在曲线段LOS的设计中应用了参数化曲线,根据所设计的曲线参数斜率给出下一个跟踪点的位置,进而对期望艏向角进行实时更新。接着,针对航迹跟踪问题设计了一种动态终... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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本文编号：3723538