水下滑翔机半实物仿真系统研究与设计

发布时间：2017-04-06 14:09

  本文关键词：水下滑翔机半实物仿真系统研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水下滑翔机是一种将浮标技术与水下机器人技术相结合、通过对自身净浮力的改变来驱动,对自身重心位置的改变来改变航向的新型水下机器人系统。采用半实物仿真系统对水下滑翔机进行测试,具有成本低,高效,实时的特点。本文首先简要介绍了国内外水下滑翔器以及其自动化测试系统的发展情况,并阐述了课题的来源及研究意义,然后介绍了水下滑翔机的工作原理、硬件及软件结构及半实物仿真系统的研究与设计,最后通过模块测试和功能测试,对滑翔机性能及半实物仿真系统的效果进行评价。主要工作和创新包括：1.针对水下滑翔机自动化软件测试的需求,提出了基于NI PXIe-1062平台的LabVIEW半实物仿真系统,提高了仿真应用的开发效率,为水下滑翔机系统的可靠性提供了保障。2.通过真实的试验数据与理论模型对比分析,建立俯仰角模型以及速度模型,用于半实物仿真系统,提高了仿真系统仿真数据的真实性。3.利用半实物仿真系统可以对水下滑翔机的多任务以及剖面滑翔运动进行模拟。4.引入海洋环境模拟系统,可以对风浪、流、复杂海况、复杂地形进行仿真,使仿真更加贴近于实际环境,仿真结果更加真实可信。在上述基础上,设计并实现了一个水下滑翔机实时半实物仿真平台,可以通过本系统对滑翔机的模块及功能进行测试、性能指标进行评价,实时性好,与实际结果相近,且该系统已经得到了成功应用。
【关键词】：水下滑翔机 半实物仿真 运动模拟 剖面滑翔 LabVIEW
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1. 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外发展现状10-13
• 1.2.1 国外发展现状10-12
• 1.2.2 国内发展现状12-13
• 1.3 课题来源及研究意义13
• 1.4 论文主要内容13-15
• 2. 水下滑翔机工作原理与总体设计15-23
• 2.1 水下滑翔机工作原理15-16
• 2.2 水下滑翔机硬件设计16-18
• 2.3 水下滑翔机软件设计18-20
• 2.4 本章小结20-23
• 3. 水下滑翔机半实物仿真系统设计23-51
• 3.1 半实物仿真系统总体设计23-24
• 3.2 半实物仿真系统前台设计24-33
• 3.2.1 控制上位机设计24-30
• 3.2.2 仿真上位机设计30-33
• 3.3 半实物仿真系统后台设计33-50
• 3.3.1 半实物仿真系统模型建立33-39
• 3.3.2 半实物模拟与通信协议39-42
• 3.3.3 海洋环境模拟系统设计42-45
• 3.3.4 剖面运动半实物仿真45-50
• 3.4 本章小结50-51
• 4. 水下滑翔机半实物仿真测试51-69
• 4.1 半实物仿真模块测试51-61
• 4.1.1 上电测试51-55
• 4.1.2 通信测试55-56
• 4.1.3 俯仰测试56-57
• 4.1.4 横滚测试57-58
• 4.1.5 浮力测试58-60
• 4.1.6 传感器测试60-61
• 4.2 半实物仿真功能测试61-67
• 4.2.1 剖面半实物通信测试61-64
• 4.2.2 剖面仿真测试64-67
• 4.3 本章小结67-69
• 5. 总结与展望69-71
• 5.1 总结69
• 5.2 展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-75
• 个人简历75-76
• 发表的学术论文76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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3 杨海;马捷;;Nonlinear Control for Autonomous Underwater Glider Motion Based on Inverse System Method[J];Journal of Shanghai Jiaotong University(Science);2010年06期

4 路亚峰;陈义军;温新岐;孙国忠;蒋先念;;虚拟仪器技术研究现状与展望[J];国外电子测量技术;2010年11期

5 ;Phase change analysis of an underwater glider propelled by the ocean's thermal energy[J];Journal of Marine Science and Application;2007年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 马彦青;电驱动水下滑翔器机械系统的设计与实验研究[D];天津大学;2007年

2 诸敏;水下滑翔机设计优化与运动分析[D];浙江大学;2007年

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本文编号：288987